Guia Primer Parcial
GUIA FÍSICA IV. PRIMER PARCIAL
I. UNIDAD. HIDRAULICA
I PARTE. CONCEPTOS TEORICOS
-Tipo de presión en un líquido que puede determinarse en base a la profundidad
- El funcionamiento de la prensa hidráulica se basa en:
- Principio que establece que cuando un objeto se sumerge en un líquido recibe una fuerza en sentido
contrario proporcional a su peso, desalojando un volumen determinado de agua
- La diferencia principal en el manejo (mecánica) de los fluidos líquidos y gaseosos es
- La relación proporcional entre la fuerza y superficie con respecto a la presión es
- Medidores de flujo que se utilizan para conocer la velocidad de un fluido líquido
- Volumen de líquido que circula a través de una tubería en la unidad de tiempo
- Cantidad en masa de líquido que circula a través de una tubería en la unidad de tiempo
- Teorema que permite determinar la velocidad de un fluido líquido y que indica que para un líquido ideal
de flujo laminar, la suma de la suma de las energías cinética y potencial en un punto determinado, es
igual en otro punto cualquiera
- Medida de la oposición o resistencia que tiene un cuerpo a fluir
- Presión que ejerce un líquido sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene
- Dibuje un medidor de Venturi, e indique en que parte es mayor la presión
- Tipo de menisco que se pueden formar en un capilar cuando se sumerge en un líquido cuando las fuerzas
de cohesión son mayores a las de adhesión
- Fuerza que se opone al deslizamiento de un cuerpo sobre una superficie
- Relación que se establece entre la masa y el volumen de un objeto
- Relación que se establece entre el peso y el volumen de un objeto
- Principio que establece que la presión que se ejerce sobre un líquido encerrado, se transmite de manera
homogénea a todos los puntos del líquido y paredes
- Propiedad de los fluidos líquidos que permite que la superficie libre de los mismos se comporte como una
fina membrana elástica
- Medidor de flujo que se usa para medir la velocidad de un líquido en un caudal abierto
- Tipo de menisco que se pueden formar en un capilar cuando se sumerge en un líquido cuando las fuerzas
de cohesión son menores a las de adhesión.
- La isotropía se define como:
II PARTE. PROBLEMAS
- Un submarino se encuentra sumergido en el mar a 25 m, si se sabe que la densidad del agua de mar es
de 1020 Kg. / m3. Calcule:
A) La presión total que debe soportar
B) La fuerza que soporta si sus dimensiones son de 15 x10 m.
A) Si el submarino sale a la superficie cuál sería la presión que deberá soportar
- Determine el empuje y peso aparente de un cubo metálico que tiene una masa de 58 Kg., si cada uno de sus
lados mide 25 cm, cuando se sumerge hasta la mitad en un recipiente que contiene las siguientes
substancias cuyas densidades se indican:
a) alcohol 790 Kg/m3
a) agua 1000 Kg/m3
b) aceite 915 Kg/m3
c) indique en cada caso, si se hunde, flota o se mantiene en equilibrio dentro del fluido,
- Calcule cuál debe ser el diámetro de una tubería que conduce agua, cuando se angosta debido a la
incrustación de sales; si se sabe que el diámetro de la parte ancha es de 12.26 cm y la velocidad del agua
es de 8 m/s. Considere que en la parte angosta la velocidad aumenta al triple. Determine también el
Gasto y Flujo que sé esta manejando.
- En una industria productora de artículos de tocador se coloca un Tubo de Venturi para medir la velocidad
del aceite para bebé que sé esta procesando. Las características del medidor de flujo son: parte ancha
10.58cm de diámetro y una presión de 4.5 X 10 N/m, parte angosta 5.08 cm y una presión de 3.8 x 10 N/ m.
Determine:
a) Velocidad del aceite, si se conoce que la densidad del mismo es de 915 Kg./ m3.
b) Gasto que se esta manejando
c) Flujo
- En una industria el elevador utilizado para levantar los productos tiene un pistón de entrada con
diámetro de 12 cm, si se sabe que el diámetro del pistón de salida es el doble del anterior, y si se
pretende levantar un peso de 2.2. x 10 N. Calcular:
A) ¿Qué fuerza y presión se aplica en el pistón de entrada?
B) ¿Cuál será la presión en el pistón de salida?
- En una empresa textil se tiene una prensa de estampado cuyo diámetro de entrada es de 5 cm, si se sabe
que el diámetro de salida es el doble del anterior, y si se pretende que la fuerza que imprima a la salida sea
de 55 N. Calcular:
a) ¿Qué fuerza y presión se aplica en el pistón de entrada?
b) ¿Cuál será la presión en el pistón de salida?
- Indique cuál será la profundidad a la que se encuentra sumergido un barco pirata, si la presión hidrostática
que debe soportar es de 12 x 10 N/ m; considere que la densidad del agua de mar es de 1020 Kg./m3
- Si se sumerge un cubo de hierro de 6cm de arista con células epiteliales, en una solución salina. Determine
el empuje que recibe, y el peso aparente de la misma, si la masa del cubo es de 45g inicialmente. Indique
también. Si se hunde, flota o se mantiene en equilibrio dentro de la solución. Considere que la densidad de
la solución es de 1.025 g/cm3
- Calcular la fuerza que se produce en el émbolo de una jeringa, si tiene un diámetro de 5 cm, cuando en el
la aguja de descarga se aplica una fuerza de 195 N. Considere que el diámetro de este émbolo es una tercera
parte del de la jeringa.
- Determine cuál será el peso aparente de una persona con quemaduras graves, que inicialmente tenía una
masa de 55 Kg. Si al sumergirlo en una solución coloide desaloja 15 ml de la misma. Considere que la
densidad de la solución es de 1.065 g/cm3
- Determine el empuje y peso aparente de una caja rectangular cuya masa es de 200g, que contiene sangre, si
se sabe que sus dimensiones son: base 20 cm2 y altura de 3.5 cm, cuando se sumerge hasta la mitad en un
recipiente que contiene:
A) alcohol 790 Kg/m3
A) agua 1000 Kg/m3
B) aceite 915 Kg/m3
C) indique en cada caso, si se hunde, flota o se mantiene en equilibrio
- Determine la profundidad a la que se encuentra sumergido un banco de coral, sí la presión hidrostática que
debe soportar es de 599 760 Pascales. Considere que la densidad del agua de mar es de 1020 kg/m3
- Determine la velocidad, gato y flujo que debe tener una tubería que conduce aceite mineral en una fábrica
de artículos de tocador, si se cuando lo hace por un diámetro de 13.12 cm la velocidad del aceite es de
7 m/s, considere que se desea reducir el diámetro hasta 6.62 cm.
- Determine la velocidad a la que va el agua de una corriente, si cuando se introduce en ella un Tubo de
Pitot, la altura que alcanza el agua en el medidor de flujo es de 50 cm. Cual sería la velocidad si la altura
fuera de 70 cm
- Determine la presión hidrostática que existirá en una prensa hidráulica a 3 y 6 m de profundidad
respectivamente.Considere que el fluido contenido es agua y que la densidad de la misma es 1000 kg/ m3 Ph (3m) = 29400 N/m
Ph (6m) = 58800 n/m
- ¿Cuál será la presión hidrostática en el fondo de un barril que tiene 0.9 m de profundidad cuando esta
lleno de gasolina ( densidad = 680 kg/m )
Ph = 5997.6 N/m
- A que profundidad esta sumergido un buceador en el mar, si soporta una presión hidrostática de 3999 840
Pascales. (densidad del agua de mar = 1020 kg/ m3 )
h = 40 m
-¿Cuál será la fuerza que se producirá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica, cuyo diámetro es de
40 cm, si en el émbolo menor de 12 cm de diámetro se ejerce una fuerza de 250 N? F = 2 777.77 N
- Un prisma rectangular de Cu, cuya base es 36 cm y una altura de 10 cm, se sumerge hasta la mitad por
medio de un alambre, en un recipiente que contiene alcohol. Indique:
a) ¿Qué volumen desaloja? V = 180 cm
b) ¿Qué empuje recibe? E = 1.39 N
c) ¿Cuál es el peso aparente del prisma debido al empuje, si su peso real es de 31.36 N?
Pa = 29.97 N
Considere que la densidad del alcohol es 790 kg/ m3
- Un atleta de 75 kg se para en una sola mano. Si el área de contacto de la mano con el piso es de 125 cm.
¿Qué presión ejerce sobre el suelo?
- La presión manométrica en los dos neumáticos de una bicicleta es de 690 kPa. Si la bicicleta y el ciclista
tienen una masa combinada de 90 kg. Calcule el área de contacto de cada neumático con el suelo
(Suponga que cada neumático sostiene la mitad del peso total)
- En una muestra de agua de mar tomada de un derrame de petróleo, una capa de petróleo de 4 cm de
espesor flota sobre 55cm de agua. Si la densidad del petróleo es de 0.75 kg / m . Calcule la presión
absoluta sobre el fondo del recipiente.
- Calcule la lectura barométrica estándart en la cima del Monte Everest (29028 pies) suponiendo que la
densidad del aire tiene el mismo valor constante que en el nivel del mar (1020 kg/ m3). ¿Qué le dice el
resultado?
-En 1960 el batíscafo Trieste de la ramada de Estados Unidos descendió a 10912 m de profundidad en la
fosa de las Marianas en el océano Pacífico. Calcule:
a) La presión a esa profundidad
b) ¿Qué fuerza actuó sobre una ventana circular de observación de 15 cm de diámetro?
- Una jeringa hipodérmica tiene un émbolo con un área transversal de 2.5 cm y una aguja de 5 x 10 cm.
a) Si se aplica una fuerza de 1 N al émbolo. ¿qué presión manométrica habrá en la cámara de la jeringa?
b) Si existe una pequeña obstrucción en la punta de la aguja ¿qué fuerza ejerce el fluido sobre ella?
c) Si la presión sanguínea en una vena es de 50 mm Hg ¿qué fuerza debe aplicarse al émbolo para poder inyectar el fluido en la vena?
- Un objeto pesa 8 N en el aire, sin embargo su peso aparente cuando esta totalmente sumergido en agua
es de 4 N ¿ Qué densidad tiene el objeto?
- Cuando una corona de 0.8 kg se sumerge en agua, su peso aparente es de 7.3 N. ¿es de oro puro la
corona?
III. PARTE. ANÁLISIS CRÍTICO
Esta parte es opcional, aunque sugiero que la tomen en cuenta
- Dos presas forman lagos artificiales de igual profundidad, uno de ellos tiene una longitud de 15 km,
mientras que en el otro es de 50 km. Indique que efecto tiene la diferencia de longitud sobre la presión
aplicada a las presas.
- Los neumáticos de un automóvil se inflan aproximadamente a una tercera parte de los de una bicicleta,
indique la razón de esto
- En un experimento se usa una lata vacía para demostrar la presión del aire, el primer paso del experimento
es colocar una pequeña cantidad de agua en la lata sellándola con un tapón de caucho, para posteriormente
llevarla a ebullición. Ante la vista de los alumnos la lata se aplasta lentamente y se escucha que como se
dobla el metal.
- Si un bloque de madera flota sobre el agua de una alberca, esto depende de:
- Si un objeto sumergido desplaza una cantidad de líquido que pesa más que él y luego se suelta, entonces se:
hundirá, flotará o se mantendrá en equilibrio en la posición en que se sumergió
- Si un bloque de aluminio y otro de hierro se depositan en un recipiente con agua, y si se sabe que los dos
tienen el mismo volumen, indique cual de ellos tendrá más posibilidades de flotar.
- Si se tiene un recipiente con agua sobre una báscula, indique si cambiaría la lectura de la misma si usted
mete el dedo en el agua sin tocar la báscula.
- Explique por qué llega más lejos el agua que sale de una manguera si ponemos el dedo en la punta de la
manguera
- Cuando abrimos repentinamente la llave de una regadera, la cortina del baño se mueve hacia adentro.
Explique el porque de esto.
- Explique el por qué algunos insectos pueden caminar sobre el agua
- Mencione algunas aplicaciones del uso y conocimiento de la viscosidad de los fluidos líquidos
I. UNIDAD. HIDRAULICA
I PARTE. CONCEPTOS TEORICOS
-Tipo de presión en un líquido que puede determinarse en base a la profundidad
- El funcionamiento de la prensa hidráulica se basa en:
- Principio que establece que cuando un objeto se sumerge en un líquido recibe una fuerza en sentido
contrario proporcional a su peso, desalojando un volumen determinado de agua
- La diferencia principal en el manejo (mecánica) de los fluidos líquidos y gaseosos es
- La relación proporcional entre la fuerza y superficie con respecto a la presión es
- Medidores de flujo que se utilizan para conocer la velocidad de un fluido líquido
- Volumen de líquido que circula a través de una tubería en la unidad de tiempo
- Cantidad en masa de líquido que circula a través de una tubería en la unidad de tiempo
- Teorema que permite determinar la velocidad de un fluido líquido y que indica que para un líquido ideal
de flujo laminar, la suma de la suma de las energías cinética y potencial en un punto determinado, es
igual en otro punto cualquiera
- Medida de la oposición o resistencia que tiene un cuerpo a fluir
- Presión que ejerce un líquido sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene
- Dibuje un medidor de Venturi, e indique en que parte es mayor la presión
- Tipo de menisco que se pueden formar en un capilar cuando se sumerge en un líquido cuando las fuerzas
de cohesión son mayores a las de adhesión
- Fuerza que se opone al deslizamiento de un cuerpo sobre una superficie
- Relación que se establece entre la masa y el volumen de un objeto
- Relación que se establece entre el peso y el volumen de un objeto
- Principio que establece que la presión que se ejerce sobre un líquido encerrado, se transmite de manera
homogénea a todos los puntos del líquido y paredes
- Propiedad de los fluidos líquidos que permite que la superficie libre de los mismos se comporte como una
fina membrana elástica
- Medidor de flujo que se usa para medir la velocidad de un líquido en un caudal abierto
- Tipo de menisco que se pueden formar en un capilar cuando se sumerge en un líquido cuando las fuerzas
de cohesión son menores a las de adhesión.
- La isotropía se define como:
II PARTE. PROBLEMAS
- Un submarino se encuentra sumergido en el mar a 25 m, si se sabe que la densidad del agua de mar es
de 1020 Kg. / m3. Calcule:
A) La presión total que debe soportar
B) La fuerza que soporta si sus dimensiones son de 15 x10 m.
A) Si el submarino sale a la superficie cuál sería la presión que deberá soportar
- Determine el empuje y peso aparente de un cubo metálico que tiene una masa de 58 Kg., si cada uno de sus
lados mide 25 cm, cuando se sumerge hasta la mitad en un recipiente que contiene las siguientes
substancias cuyas densidades se indican:
a) alcohol 790 Kg/m3
a) agua 1000 Kg/m3
b) aceite 915 Kg/m3
c) indique en cada caso, si se hunde, flota o se mantiene en equilibrio dentro del fluido,
- Calcule cuál debe ser el diámetro de una tubería que conduce agua, cuando se angosta debido a la
incrustación de sales; si se sabe que el diámetro de la parte ancha es de 12.26 cm y la velocidad del agua
es de 8 m/s. Considere que en la parte angosta la velocidad aumenta al triple. Determine también el
Gasto y Flujo que sé esta manejando.
- En una industria productora de artículos de tocador se coloca un Tubo de Venturi para medir la velocidad
del aceite para bebé que sé esta procesando. Las características del medidor de flujo son: parte ancha
10.58cm de diámetro y una presión de 4.5 X 10 N/m, parte angosta 5.08 cm y una presión de 3.8 x 10 N/ m.
Determine:
a) Velocidad del aceite, si se conoce que la densidad del mismo es de 915 Kg./ m3.
b) Gasto que se esta manejando
c) Flujo
- En una industria el elevador utilizado para levantar los productos tiene un pistón de entrada con
diámetro de 12 cm, si se sabe que el diámetro del pistón de salida es el doble del anterior, y si se
pretende levantar un peso de 2.2. x 10 N. Calcular:
A) ¿Qué fuerza y presión se aplica en el pistón de entrada?
B) ¿Cuál será la presión en el pistón de salida?
- En una empresa textil se tiene una prensa de estampado cuyo diámetro de entrada es de 5 cm, si se sabe
que el diámetro de salida es el doble del anterior, y si se pretende que la fuerza que imprima a la salida sea
de 55 N. Calcular:
a) ¿Qué fuerza y presión se aplica en el pistón de entrada?
b) ¿Cuál será la presión en el pistón de salida?
- Indique cuál será la profundidad a la que se encuentra sumergido un barco pirata, si la presión hidrostática
que debe soportar es de 12 x 10 N/ m; considere que la densidad del agua de mar es de 1020 Kg./m3
- Si se sumerge un cubo de hierro de 6cm de arista con células epiteliales, en una solución salina. Determine
el empuje que recibe, y el peso aparente de la misma, si la masa del cubo es de 45g inicialmente. Indique
también. Si se hunde, flota o se mantiene en equilibrio dentro de la solución. Considere que la densidad de
la solución es de 1.025 g/cm3
- Calcular la fuerza que se produce en el émbolo de una jeringa, si tiene un diámetro de 5 cm, cuando en el
la aguja de descarga se aplica una fuerza de 195 N. Considere que el diámetro de este émbolo es una tercera
parte del de la jeringa.
- Determine cuál será el peso aparente de una persona con quemaduras graves, que inicialmente tenía una
masa de 55 Kg. Si al sumergirlo en una solución coloide desaloja 15 ml de la misma. Considere que la
densidad de la solución es de 1.065 g/cm3
- Determine el empuje y peso aparente de una caja rectangular cuya masa es de 200g, que contiene sangre, si
se sabe que sus dimensiones son: base 20 cm2 y altura de 3.5 cm, cuando se sumerge hasta la mitad en un
recipiente que contiene:
A) alcohol 790 Kg/m3
A) agua 1000 Kg/m3
B) aceite 915 Kg/m3
C) indique en cada caso, si se hunde, flota o se mantiene en equilibrio
- Determine la profundidad a la que se encuentra sumergido un banco de coral, sí la presión hidrostática que
debe soportar es de 599 760 Pascales. Considere que la densidad del agua de mar es de 1020 kg/m3
- Determine la velocidad, gato y flujo que debe tener una tubería que conduce aceite mineral en una fábrica
de artículos de tocador, si se cuando lo hace por un diámetro de 13.12 cm la velocidad del aceite es de
7 m/s, considere que se desea reducir el diámetro hasta 6.62 cm.
- Determine la velocidad a la que va el agua de una corriente, si cuando se introduce en ella un Tubo de
Pitot, la altura que alcanza el agua en el medidor de flujo es de 50 cm. Cual sería la velocidad si la altura
fuera de 70 cm
- Determine la presión hidrostática que existirá en una prensa hidráulica a 3 y 6 m de profundidad
respectivamente.Considere que el fluido contenido es agua y que la densidad de la misma es 1000 kg/ m3 Ph (3m) = 29400 N/m
Ph (6m) = 58800 n/m
- ¿Cuál será la presión hidrostática en el fondo de un barril que tiene 0.9 m de profundidad cuando esta
lleno de gasolina ( densidad = 680 kg/m )
Ph = 5997.6 N/m
- A que profundidad esta sumergido un buceador en el mar, si soporta una presión hidrostática de 3999 840
Pascales. (densidad del agua de mar = 1020 kg/ m3 )
h = 40 m
-¿Cuál será la fuerza que se producirá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica, cuyo diámetro es de
40 cm, si en el émbolo menor de 12 cm de diámetro se ejerce una fuerza de 250 N? F = 2 777.77 N
- Un prisma rectangular de Cu, cuya base es 36 cm y una altura de 10 cm, se sumerge hasta la mitad por
medio de un alambre, en un recipiente que contiene alcohol. Indique:
a) ¿Qué volumen desaloja? V = 180 cm
b) ¿Qué empuje recibe? E = 1.39 N
c) ¿Cuál es el peso aparente del prisma debido al empuje, si su peso real es de 31.36 N?
Pa = 29.97 N
Considere que la densidad del alcohol es 790 kg/ m3
- Un atleta de 75 kg se para en una sola mano. Si el área de contacto de la mano con el piso es de 125 cm.
¿Qué presión ejerce sobre el suelo?
- La presión manométrica en los dos neumáticos de una bicicleta es de 690 kPa. Si la bicicleta y el ciclista
tienen una masa combinada de 90 kg. Calcule el área de contacto de cada neumático con el suelo
(Suponga que cada neumático sostiene la mitad del peso total)
- En una muestra de agua de mar tomada de un derrame de petróleo, una capa de petróleo de 4 cm de
espesor flota sobre 55cm de agua. Si la densidad del petróleo es de 0.75 kg / m . Calcule la presión
absoluta sobre el fondo del recipiente.
- Calcule la lectura barométrica estándart en la cima del Monte Everest (29028 pies) suponiendo que la
densidad del aire tiene el mismo valor constante que en el nivel del mar (1020 kg/ m3). ¿Qué le dice el
resultado?
-En 1960 el batíscafo Trieste de la ramada de Estados Unidos descendió a 10912 m de profundidad en la
fosa de las Marianas en el océano Pacífico. Calcule:
a) La presión a esa profundidad
b) ¿Qué fuerza actuó sobre una ventana circular de observación de 15 cm de diámetro?
- Una jeringa hipodérmica tiene un émbolo con un área transversal de 2.5 cm y una aguja de 5 x 10 cm.
a) Si se aplica una fuerza de 1 N al émbolo. ¿qué presión manométrica habrá en la cámara de la jeringa?
b) Si existe una pequeña obstrucción en la punta de la aguja ¿qué fuerza ejerce el fluido sobre ella?
c) Si la presión sanguínea en una vena es de 50 mm Hg ¿qué fuerza debe aplicarse al émbolo para poder inyectar el fluido en la vena?
- Un objeto pesa 8 N en el aire, sin embargo su peso aparente cuando esta totalmente sumergido en agua
es de 4 N ¿ Qué densidad tiene el objeto?
- Cuando una corona de 0.8 kg se sumerge en agua, su peso aparente es de 7.3 N. ¿es de oro puro la
corona?
III. PARTE. ANÁLISIS CRÍTICO
Esta parte es opcional, aunque sugiero que la tomen en cuenta
- Dos presas forman lagos artificiales de igual profundidad, uno de ellos tiene una longitud de 15 km,
mientras que en el otro es de 50 km. Indique que efecto tiene la diferencia de longitud sobre la presión
aplicada a las presas.
- Los neumáticos de un automóvil se inflan aproximadamente a una tercera parte de los de una bicicleta,
indique la razón de esto
- En un experimento se usa una lata vacía para demostrar la presión del aire, el primer paso del experimento
es colocar una pequeña cantidad de agua en la lata sellándola con un tapón de caucho, para posteriormente
llevarla a ebullición. Ante la vista de los alumnos la lata se aplasta lentamente y se escucha que como se
dobla el metal.
- Si un bloque de madera flota sobre el agua de una alberca, esto depende de:
- Si un objeto sumergido desplaza una cantidad de líquido que pesa más que él y luego se suelta, entonces se:
hundirá, flotará o se mantendrá en equilibrio en la posición en que se sumergió
- Si un bloque de aluminio y otro de hierro se depositan en un recipiente con agua, y si se sabe que los dos
tienen el mismo volumen, indique cual de ellos tendrá más posibilidades de flotar.
- Si se tiene un recipiente con agua sobre una báscula, indique si cambiaría la lectura de la misma si usted
mete el dedo en el agua sin tocar la báscula.
- Explique por qué llega más lejos el agua que sale de una manguera si ponemos el dedo en la punta de la
manguera
- Cuando abrimos repentinamente la llave de una regadera, la cortina del baño se mueve hacia adentro.
Explique el porque de esto.
- Explique el por qué algunos insectos pueden caminar sobre el agua
- Mencione algunas aplicaciones del uso y conocimiento de la viscosidad de los fluidos líquidos
Archivo Descargable:
http://rapidshare.com/files/148720726/guia_fisica.doc.html
