UNIVERSIDAD NACIONAL DE FRONTERA CEPREUNF CICLO REGULAR 2018-I Otras unidades - atmósfera; bar; dina/centímetro 2 ; kg /m 2

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1 SEMN 08 CURSO: FISIC TEM: HIDROSTÁTIC La estática de los fluidos es una parte de la ecánica que estudia a los fluidos en reposo; uchos la llaan Hidrostática. Los fluidos son sustancias que pueden fluir, por consiguiente, el térino incluye tanto los líquidos coo los gases. En la estática de los fluidos se presue que el fluido y los deás objetos pertinentes, tales coo el recipiente que lo contiene están en reposo. Nosotros estudiareos a los fluidos ideales es decir, aquellos en los cuales no existe ningún tipo de viscosidad. CONCEPTOS FUNDMENTLES DENSIDD Es una agnitud escalar, cuyo valor expresa la cantidad de asa () contenida en una unidad de voluen (V); es decir: La unidad de edida en el S.I de esta agnitud es el / 3 PESO ESPECÍFICO Es una agnitud escalar cuyo valor se define coo el peso que posee un cuerpo (p) por cada unidad de voluen (v). v UNIVERSIDD NCIONL DE FRONTER CEPREUNF CICLO REGULR 018-I Otras unidades - atósfera; bar; dina/centíetro ; / Equivalencias 1 atósfera = Pascal 1 bar = Pascal 1 Pascal = 10 dina/c PRESIÓN TMOSFÉRIC Es la presión que ejerce el aire sobre cualquier punto de la corteza terrestre. l auentar la altitud disinuye la presión atosférica. Se llaa presión atosférica noral a la presión que ejerce el aire a nivel del ar. C P C >P >P Ozono PRESIÓN HIDROSTÁTIC Es la presión que ejerce un líquido sobre cualquier cuerpo suergido en él. Esta presión existe debido a la acción de la gravedad sobre el líquido; se caracteriza por actuar en todas las direcciones y por ser perpendicular a la superficie del cuerpo suergido. Líquido peso. g voluen h La unidad de Peso Específico en el S.I es el N/ 3 PRESIÓN (P) Es una agnitud tensorial, cuyo ódulo ide la distribución de una fuerza sobre la superficie en la cual actúa. F P 0c PESO=00 N 00 N p 0c 10 N / c De aquí se puede coprobar que a ayor área enos presión y viceversa Unidad de Presión en el S.I. Newton Pascal etro La presión en el punto es: P. g. h Dónde: P= presión en el punto = Densidad del líquido g liquido = aceleración de la gravedad h = altura Liquido LEY FUNDMENTL DE L HIDROSTÁTIC La diferencia de presiones hidrostáticas entre dos puntos pertenecientes a un iso líquido, que se encuentran a diferentes profundidades, es igual al peso específico del líquido por la diferencia de profundidad. Esto significa que todos los puntos pertenecientes a un iso líquido que se encuentran a la isa profundidad, soportan igual presión hidrostática. 1 h 1 h P P L( h 1 ) 1 h DOCENTE: LIC. ROS MELV VER RUED 1

2 PRINCIPIO DE PSCL Si se aplica una presión a un fluido incopresible (Un líquido), la presión se transite, sin disinución, a través de todo el fluido UNIVERSIDD NCIONL DE FRONTER CEPREUNF CICLO REGULR 018-I e1: distancia recorrida por el ébolo 1 e: distancia recorrida por el ébolo EMPUJE Es la resultante de todas las fuerzas que un líquido aplica a un cuerpo suergido en él. PRINCIPIO DE RQUÍMEDES Todo cuerpo suergido total o parcialente en un líquido experienta un epuje vertical y hacia arriba que será igual al peso del voluen de líquido desalojado. OTELL DE PSCL Esto se puede deostrar utilizando la botella de Pascal, que básicaente, consiste en una botella de fora esférica, a la cual se le ha practicado varios agujeros. Tapados los agujeros con corchos, se llena con un líquido. l aplicar una presión P por el ébolo, ésta se transite con igual agnitud en todas las direcciones haciendo saltar todos los corchos al iso tiepo. e 1 F 1 F 1 1 PRENS HIDRÁULIC Es aquel dispositivo o áquina que está constituido básicaente por dos cilindros de diferentes diáetros conectados entre sí, de anera que abos contienen un líquido. El objetivo de esta áquina es obtener fuerzas grandes utilizando fuerzas pequeñas. Hay que tener en cuenta que ésta áquina está basada en el Principio de Pascal y funciona coo un dispositivo Multiplicador de Fuerzas. Son ejeplos directos de este dispositivo: Los sillones de los dentistas y barberos, los frenos hidráulicos, etc. Fórula de la Fuerza P1 P. (La presión en abas raas a igual nivel es la isa) F1 F F F : Área del ébolo 1 1: Área del ébolo Fórula de los Desplazaientos vol1 vol (El voluen desplazado en abas raas es el iso) e e. e e1 F F e Cuerpo a punto de suergirse h Líquido desplazado E Cuerpo suergido Peso del líquido desplazado = Epuje que ejerce el líquido al cuerpo Mateáticaente: E. V E Líquido Líquido REL S. g. V E W W S PRENTE CUESTIONRIO 1. Si el cuerpo que está en reposo, es un cubo deterine la presión (en KPa) que experienta su base de 8 y 0c de arista. a) 60 b) 5.8 c).8 d) 3 e).5. Calcular la presión hidrostática que soporta un cuerpo situada a 0 c de profundidad en el agua (g=10/s ) a) 1000Pa b) 1500Pa c) 000Pa d) 500Pa e) 3000Pa 3. Calcular la presión hidrostática que soporta cada centíetro cuadrado del cuerpo de un buzo que está suergido a 15 de profundidad en el ar. El peso específico del agua de grf ar es 1.05 c3. a) b) c) d) 10 e) Cuál es la presión total en atósferas a 50 de profundidad en el ar, si un baróetro en la superficie indica 75c de Hg?, 1t = 10 5 N/, g = 10 /s, Densidad del agua de ar= 1,1 gr/c 3 a) 5t b) 6t c) 6.5t d) 7t e) 10 t 5. Un tintero de cuello angosto tiene 10c de alto y un fondo cuya sección es de 5 c. Hallándose lleno de tinto (1, DOCENTE: LIC. ROS MELV VER RUED

3 gr/c 3 ). Qué fuerza hidrostática (en gr ) actuará sobre el fondo del tintero? a) 0 b) 40 c) 60 d) 80 e) Hallar la presión hidrostática, en el fondo del recipiente, siendo los líquidos agua y aceite: ρ ceite = a) 10KPa b) 0KPa c) 4KPa d) 44KPa e) 40KPa 15 c 40 c (1) () (3) 3 7. Evaluar el valor de la densidad del líquido 3 (en g/c 3 ), si D1 =.4 g/c 3 y D = 4 g/c 3 a) 3,9 b) 7,8 c) 6,4 d) 7, e) 8,1 0 c 10 c 8. En un tubo en U se tienen 3 líquidos no iscibles,, y C; sí ρ = y ρ c = 300 3, deterine la densidad del líquido. a) 800 / 3 b) 00 / 3 c) 1600 / 3 d) 00 / 3 e) 400 / 3 5 c 9. En una prensa hidráulica de tubos circulares se aplica una fuerza de 80N sobre el ebolo enor Qué peso en N se podrá levantar, siendo los diáetros c y 10c? a) 1000 b) 000 c) 3000 d) 500 e) Los pistones de una prensa hidráulica tienen 0c. y c. de diáetro. Qué fuerza, en N, debe aplicarse al pistón chico para obtener en el pistón grande una fuerza de N? a) 550 b) 00 c) 400 d) 500 e) En una prensa hidráulica, las fuerzas aplicadas en el ébolo enor se convierten en una fuerza siete veces ás intensa en el ébolo ayor, si el priero baja 35 c, Qué distancia en c sube el segundo ébolo? a) 0 b) 15 c) 5 d) 1 e) 35 5 c C 15 c UNIVERSIDD NCIONL DE FRONTER CEPREUNF CICLO REGULR 018-I 1. Deterine la deforación del resorte de K = 500 N/, si el ébolo de asa despreciable está en reposo. (g = 10 /s ) a) 50 c b) 60 c c) 70 c d) 75 c e) 80 c agua 10 c 13. Un pedazo de etal pesa 1600N en el aire y 1400N cuando se le suerge en agua. Cuál es la densidad del etal en gr/c 3? a) 6 b) 8 c) 10 d) 4 e) Un objeto de asa 180 graos y densidad desconocida, se pesa suergido en agua obteniéndose una edida de 150grf. l pesarlo de nuevo, suergido en un líquido de densidad desconocida, se obtiene 144grf. Deterinar la densidad del objeto y del segundo líquido. a) 1,g/c 3 ; 6g/c 3 b) 5,g/c 3 ; 8g/c 3 c) 3,g/c 3 ; 9g/c 3 d) 4,g/c 3 ; 7g/c 3 e) N Un bloque de etal pesa 6grf en el aire y 18grf en el agua, así coo 16grf en un fluido desconocido. Cuál es la densidad del fluido desconocido en gr/c 3? a) 1.5 b) c) 1 d) 15 e) El peso de un cuerpo en el aire es 650 gr y reduce su peso a 430 gr, cuando se le suerge copletaente en el agua. Si en otro líquido el peso aparente es 10 gr, encuentra la densidad de este líquido a) 0,5 g/c 3 b) 1 g/c 3 c) g/c 3 d),5 g/c 3 e),7 g/c Calcule la densidad que tiene un cuerpo que flota en un líquido cuya densidad es 4000 / 3, sabiendo que lo hace con el 5 % de su voluen fuera del líquido. a) 1000/ 3 b) 000/ 3 c) 3000/ 3 d) 4000/ 3 e) 5000/ Un bloque de corcho reposa con la tercera parte de su voluen suergido en un líquido cuya densidad es 100/ 3, hallar la densidad del corcho (g = 10 /s ). a) 100N b) 00N c) 300N d) 400N e) 500N 19. El bloque de Litros de voluen se encuentra suergido totalente en agua. Si el bloque es de 700 g. Deterine el ódulo de la tensión en la cuerda. (g = 10/s ) a) 13 N b) 14 N c) 15 N d) 16 N e) 0 N Liso = 0.5 DOCENTE: LIC. ROS MELV VER RUED 3

4 0. Un tubo de vidrio de 100 gr y sección 10 c que contiene aceite, se encuentra en reposo coo se uestra. Deterine gr la longitud del tubo. ( aceite 0,8 c3) a) 65c b) 50c c) 40c d) 30c e) 55c EVLUCIÓN 15 c 1. Se tiene una presa que contiene agua. Deterine el ódulo de la fuerza que ejerce el agua sobre la cara CD, =, C = 3 (g = 10 /s ). a) 60 kn b) 70 kn c) 80 kn d) 10 kn e) 100 KN. Un trapecista cuya densidad es de 0.8 g/c 3 se deja caer de un trapolín de altura H sobre una piscina de 5 de profundidad llena de agua. Calcular el áxio valor de H, para que el trapecista no se estrelle en el fondo de la piscina. v 0 0 C D GU H 5 a) 0.75 b) 1.5 c).35 d) 4.75 e) de un sólido hoogéneo se 3. Para edir la densidad procede coo sigue: se iden los estiraientos x1 y x que produce el sólido en un resorte al ser suspendido en un extreo del iso, fuera y dentro de un líquido de densidad. Si se observa que x = (1/3)x1, entonces: UNIVERSIDD NCIONL DE FRONTER CEPREUNF CICLO REGULR 018-I 4. Deterinar (en N) la fuerza F si se sabe que en la base del bloque existe una presión de 0Kpa. Masa del bloque = ; área de la base del bloque = 40c. (g = 10/s ). a) 60 b) 50 c) 40 d) 30 e) 0 5. Deterine la altura (en ) equivalente en agua del aceite d 1 d 3 a a d que uestra en la figura. ρ = a) 3 b) 4 c).4 d) 0.48 e) 8 ceite F 6. Cuál es la diferencia de presión (P - P) entre los puntos y de los tanques? a) ( d d ) - d 3 Hg b) ( d d ) - d 1 3 Hg c) ( d d ) d 3 Hg d) ( d d ) d 3 Hg 3 e) ( d d ) d 3 Hg Hg 3 P 7. Deterine la deforación que presenta el resorte de rigidez k = 500 N/. El bloque cúbico es hoogéneo, de 4 y peranece en equilibrio en la posición que se uestra. (g = 10 /s ) a) 3c b) c) 6c d) 4c e) 4c ceite gua a) 3/ b) / c) 1/ 3 d) 3 e) 1/ 8. Un cubo de de arista cuyo peso es 90 KN flota tal coo se uestra en la figura, la esfera tiene la itad de su voluen en el agua y su peso es 30 KN. Cuál es su voluen? g = 10 /s a) 8 3 b) 10 3 c) 4 3 DOCENTE: LIC. ROS MELV VER RUED 4

5 d) 15 3 e) Deterine la elongación del uelle (K = 1Kgf/c), si el cuerpo esférico de 400cc pesa 1 f y se halla totalente suergido en agua. a) 0,5 c b) 0,3 c c) 0,36 c d) 0,4 c e) 0,48c UNIVERSIDD NCIONL DE FRONTER CEPREUNF CICLO REGULR 018-I 30. Un globo cuyo voluen es 5 3 y 100N de peso flota en el aire y sujeto a un bloque de adera de voluen y densidad 500 Kg/ 3, por edio de una cuerda Hallar la lectura del dinaóetro? ρ =1, aire a) 600N b) 6N c) 60N d) 1.6N d) 1N 3 L.D DOCENTE: LIC. ROS MELV VER RUED 5

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