Problemas de Practica: Fluidos AP Física B de PSI. Preguntas de Multiopción

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1 Problemas de Practica: Fluidos AP Física B de PSI Nombre Preguntas de Multiopción 1. Dos sustancias; mercurio con una densidad de kg/m 3 y alcohol con una densidad de 0,8kg/m 3 son seleccionados para un experimento. Si el experimento requiere masas iguales de cada líquido, cual es la relación del volumen de alcohol al volumen de mercurio? (A) 1/15 (B) 1/17 (C) 1/13 (D) 1/10 (E) 17/1 2. Una fuerza perpendicular se aplica a una zona determinada y produce una presión P. Si la misma fuerza se aplica a un área dos veces más grande, la nueva presión en la superficie es: (A) 2P (B) 4P (C) P (D) P/2 (E) P/4 3. Hay dos mesas redondas en el aula de Física: una con el radio de 50cm y el otro con un radio de 150cm. Cuál es la relación entre las dos fuerzas aplicadas en los tableros de mesa por la presión atmosférica? (A) F 1/F 2 = 1/3 (B) F 1/F 2 = 1/9 (C) F 1/F 2 = 3/1 (D) F 1/F 2 =9/1 (E) F 1/F 2 = 1/6 4. Tres recipientes se utilizan en un laboratorio de química. Todos los recipientes tienen la misma área de fondo y la misma altura. Un estudiante de química llena cada uno de los contenedores con el mismo líquido al volumen máximo. Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera acerca de la presión en el fondo de cada recipiente? (A) P 1 > P 2 > P 3 (B) P 1 < P 2 < P 3 (C) P 1 < P 2 > P 3 (D) P 1 > P 2 < P 3 (E) P 1 = P 2 = P 3 5. Cuál es la diferencia entre la presión en el fondo de una piscina y la presión sobre la superficie del agua? (A) ρgh (B) ρg/h (C) ρ/gh (D) gh/ ρ (E) Cero

2 6. Un niño nada en un lago e inicialmente se sumerge 0,5m debajo de la superficie. Cuando se lanza 1m debajo de la superficie, cómo cambia la presión absoluta? (A) Es el doble (B) Se cuádrupla (C) Se corta a la mitad (D) Incrementa un poco (E) Disminuye un poco 7. Cual de los siguientes científicos invento el barómetro? (A) Blaise Pascal (B) Evangelist Torricelli (C)Amedeo Avogadro (D)Robert Brown (E) James Joule 8. Un conductor medí la presión de una llanta, 220kPa. Cual es la presión absoluta den la llanta? (A) 321 kpa (B) 119 kpa (C) 0 kpa (D) 101 kpa (E) 220 kpa 9. En un elevador hidráulico el pistón pequeño tiene una superficie de 2cm 2 y el pistón grande tiene una superficie de 80cm 2. Cuál es la ventaja mecánica de la elevación del sistema hidráulico? (A) 40 (B) 4 (C) 2 (D) 1 (E) 20

3 10. Un elevador hidráulico se utiliza para levantar un coche. El pistón pequeño tiene un radio de 5 cm y el pistón grande tiene un radio de 50 cm. Si un conductor aplica una fuerza de 88 N sobre el pistón pequeño, cual es el peso del coche que el pistón grande puede apoyar? (A) 880 N (B) 88 N (C) 8800 N (D) 8,8 N (E) N 11. Tres bloques de igual volumen están completamente sumergidos en el agua. Los bloques son de diferentes materiales: aluminio, hierro y plomo. Cuál de las siguientes es la afirmación correcta sobre la fuerza de boyante sobre cada bloque? (ρ aluminio=2700 kg/m 3, ρ hierro =7800 kg/m 3, ρ plomo =11,300 kg/m 3 ) (A) F aluminio > F hierro > F plomo (B) F aluminio < F hierro < F plomo (C) F aluminio < F hierro > F plomo (D) F aluminio = F hierro = F plomo (E) F aluminio > F hierro < F plomo

4 12. Una pieza de hierro tiene un peso de 3,5 N cuando está en aire y N 2,0 cuando se sumerge en agua. Cuál es la fuerza boyante sobre el trozo de hierro? (A) 3,5 N (B) 2,0 N (C) 1,5 N (D) 1,0 N (E) 0,5 N 13. Estudiantes de Física utilizan una escala de resorte para medir el peso de una pieza de plomo. El experimento se realizó dos veces: una en el aire y la otra en el agua. Si el volumen de plomo es de 50cm3, cuál es la diferencia entre dos lecturas en la escala? (A) 0,5 N (B) 5,0 N (C) 50 N (D) 500 N (E) 0 N 14. Un cilindro sólido de masa 5 kg está completamente sumergido en el agua. Cual es la fuerza de tensión en la cuerda de apoyando la pieza de aluminio si la gravedad específica del material del cilindro es 10? (A) 5 N (B) 0,5 N (C) 50 N (D) 45 N (E) 10 N

5 15. Un objeto tiene un peso de 9N cuando está en el aire y 7,2N cuando se sumerge en el agua. Cuál es la gravedad específica del material del objeto? (A) 5 (B) 6 (C) 7 (D) 8 (E) Un bloque de madera con un peso de 7,5 N se coloca en agua. Cuando el bloque flota en la superficie del agua está parcialmente sumergido en. Cual es el peso del agua desplazada? (A) 5,0 N (B) 5,5 N (C) 6,0 N (D) 7,0 N (E) 7,5 N 17. Un bloque de madera con un peso de 9N se coloca en agua. Cuando el bloque flota en la superficie de agua está parcialmente sumergido. Cuál es el volumen del agua desplazada? (A) 500 cm 3 (B) 400 cm 3 (C) 300 cm 3 (D) 600 cm 3 (E) 900 cm El agua fluye a una velocidad constante de 16 m/s en la sección estrecha de la tubería. Cuál es la velocidad del agua en la sección de la tubería donde su radio es el doble del radio inicial? (A) 16 m/s (B) 12 m/s (C) 8 m/s (D) 4 m/s (E) 2 m/s 19. Los tubos Venturi tienen tres secciones con diferentes radios. Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera sobre las lecturas del manómetro? (A) P 1 > P 2 > P 3 (B) P 1 < P 2 < P 3 (C) P 2 < P 1 < P 3 (D) P 1 < P 2 > P 3 (E) P 3 = P 2 = P Una botella abierta se llena con un líquido que fluye hacia fuera a través de una espiga situada en la distancia h por debajo de la superficie del líquido. Cuál es la velocidad del líquido que sale de la botella? (A) v = gh (B) 2gh (C) 4gh (D) ρgh (E) 2gh

6 Preguntas Abiertas 1. Una pequeña esfera de masa m y densidad D está suspendido en un resorte elástico. El resorte se estira por una distancia X 1. a. Determina la constante del resorte. La esfera está sumergida en un líquido de densidad desconocida, ρ <D. El nuevo desplazamiento del resorte es X 2. b. En el diagrama a continuación muestra todas las fuerzas aplicadas sobre la esfera cuando se sumerge. c. Determina el peso del líquido desplazado por la esfera. d. Determina la densidad del líquido. Exprese su resultado en términos de D, X 1, X 2.

7 2. Una piscina tiene un área A=50m 2 y profundidad h=2,5m. La piscina se llena con agua hasta la altura máxima. Una bomba eléctrica se utiliza para vaciar la piscina. Hay dos tubos que salen de la bomba: una está sumergido en el agua y tiene un radio r 1 = 4cm, la otra tiene un radio r 2=2,5 cm. Conteste las siguientes preguntas ignorando la fricción, la viscosidad, y la turbulencia. a. Calcula la fuerza neta sobre el fondo de la piscina. b. Calcula el trabajo realizado por la bomba necesaria para vaciar la piscina en 5h. c. Calcula la velocidad del flujo de agua en el tubo sumergido. La bomba produce una presión P 1=9x10 5 Pa en el tubo sumergido. d. Calcula la velocidad del flujo de agua en la segunda sección de la tubería colocada en el suelo.

8 3. Una submarina en reposo se sumerge a una distancia de 100 m debajo de la superficie de un océano. Inicialmente se mueve a 0,3 m/s 2 hasta alcanzar una velocidad de 4 m/s, y luego disminuye a una velocidad constante. La densidad del agua salada es 1030 kg/m 3. El submarino tiene una escotilla con una superficie de 2m 2 situado en la parte superior del cuerpo del submarino. a. Cuanto tiempo se tarda el submarino para desplazarse hacia abajo 100m? b. Calcula la presión manométrica aplicada sobre el submarino a la profundidad de 100m. c. Calcula la presión absoluta aplicada sobre el submarino a la profundidad de 100m. d. Cuanta fuerza se requiere a fin de abrir la escotilla por dentro del submarino?

9 4. Un bloque rectangular de hielo flota sobre el agua con una gran parte sumergida bajo la superficie del agua. El volumen de la losa es de 20m 3 y el área superficial de la parte superior es de 14m 2. La densidad del hielo es de 900 kg/m 3 y del agua de mar es 1030 kg/m 3. a. En el siguiente diagrama muestra todas las fuerzas aplicadas sobre el hielo. b. Calcula la fuerza boyante sobre el hielo. c. Calcula la altura h de la porción del hielo que está por encima de la superficie del agua. Un oso polar sube a la parte superior del hielo y se sienta en el durante un largo tiempo. d. En el siguiente diagrama muestra todas las fuerzas aplicadas sobre el hielo. e. Si la masa promedia del oso es 500kg, calcula el numero máximo de osos que pueden estar encima del hielo sin que se sumerjan.

10 Respuestas 1. E 2. D 3. B 4. E 5. A 6. D 7. B 8. A 9. A 10. C 11. D 12. C 13. A 14. D 15. A 16. E 17. E 18. D 19. C 20. E 1. a) mg/x 1 b) Fuerza Boyante y fuerza del resorte son hacia arriba, mg es hacia abajo c) mg(1-x 2/x 1) d) D(1-x 2/x 1) 2. a) 6,3x10 6 N b) 3,1x10 6 J c) 1,38 m/s d) 39.4 m/s 3. a) 31,7s b) 1,03x10 6 N/m 2 c) 1,13x10 6 N/m 2 d) 2,06x10 6 N/m 2 4. a) Fuerza Boyante es hacia arriba, y mg es hacia abajo b) 1,8x10 5 N c) 0,15m d) Fuerza Boyante es hacia arriba, m hielog y m osog es hacia abajo e) 5 osos