REPASO TEMA.4. PRESIÓN

Transcripción

1 REPASO TEMA.4. PRESIÓN 1. Calcula la presión que el bloque de piedra de 4 kg que aparece en la imagen ejerce sobre el suelo en cada caso: a) b) 2. Calcula la presión que ejerce sobre el suelo una mujer de 70 kg cuando lleva zapatos planos (100 cm 2 de superficie cada uno) y cuanto lleva tacones (25 cm 2 de superficie cada uno). 3. Dibuja las fuerzas que ejerce el líquido sobre las paredes del recipiente y sobre el cuerpo que está sumergido en él: 4. Indica por cuál de los orificios saldrá el agua con más presión. Justifica tu respuesta: Cómo es la dirección de salida del agua con respecto a la pared de la botella? Sabiendo que la densidad del agua de mar es 1030 kg/m 3, calcula la presión que soporta un submarino que se encuentra a 50 m de profundidad. Qué fuerza soporta la escotilla circular del submarino? Dato: diámetro escotilla = 1 m. 1

2 6. La bañera de la imagen se encuentra llena de agua hasta la mitad. Determina: a) La masa de agua contenida en la bañera ( agua = 1000 kg/m 3 ). b) La presión que el agua ejerce en el fondo de la bañera expresada en pascales, milibares y mmhg. c) La fuerza que el agua ejerce sobre la base de la bañera y sobre el tapón, que es circular y tiene 3 cm de radio. 7. Elige la opción correcta. Justifica tu respuesta: a) El agua ejerce más presión en el fondo del tercer recipiente que en los otros dos. b) La presión en el fondo del recipiente es la misma en los tres casos pero la fuerza que ejerce el agua en el fondo del recipiente es mayor en el recipiente 3 que en los otros dos. c) Tanto la presión como la fuerza que ejerce el agua en el fondo del recipiente es la misma en los tres casos. 8. Teniendo en cuenta que los cuatro recipientes están conectados por la base, indica qué recipiente se llenará antes si echamos agua en el recipiente 1. Justifica tu respuesta

3 9. Elige la opción correcta: a) El líquido pasa del recipiente A al recipiente B hasta que el nivel del líquido se iguala en los dos recipientes. b) El líquido pasa del recipiente B al recipiente A hasta que el nivel del líquido se iguala en los dos recipientes. c) El líquido no circula en ninguno de los dos sentidos. A B 10. Enuncia el principio de Pascal e indica dos de sus aplicaciones. 11. Qué fuerza debemos ejercer en el émbolo pequeño de una prensa hidráulica si queremos hacer subir un peso de 2000 N en el émbolo grande? Los diámetros de los émbolos son, respectivamente, 16 cm y 50 cm. 12. Ejerciendo una fuerza de 70 N en el émbolo pequeño de una prensa hidráulica hacemos subir una masa de 1400 kg en el émbolo grande. Calcula el radio del émbolo pequeño teniendo en cuenta que el del émbolo grande es de 100 cm. 13. Quién fue la primera persona en medir la presión de la atmósfera? Explica el experimento que llevó a cabo. 14. Si en el experimento de Torricelli se utilizara aceite ( = 920 kg/m 3 ) en lugar de mercurio, qué altura alcanzaría este en el tubo? 15. En el experimento de Torricelli, qué le sucedería al nivel de mercurio en el tubo si nos desplazamos a un lugar donde la presión es mayor? 16. Por qué resulta prácticamente imposible separar los dos hemisferios de Magdeburgo cuando se ha hecho el vacío en el interior? 3

4 17. a) Qué fuerza ejerce la atmósfera sobre la superficie de una caja de plástico que tiene forma de cubo y 2 m de lado? b) Qué le sucederá a la caja si retiramos todo el aire que hay en su interior? Justifica tu respuesta. 18. Explica en qué consiste el barómetro aneroide. 19. Se ha utilizado un manómetro de mercurio para medir la presión de un gas encerrado en una bombona. La diferencia de nivel entre la rama abierta y la conectada al recipiente es de 12 cm. Calcula la presión del gas en el interior de la bombona si la presión de la atmósfera en ese punto es de 760 mmhg y la densidad del mercurio es de kg/m 3. Expresa el resultado en pascales. 20. Enuncia el principio de Arquímedes. 21. Un objeto de 300 cm 3 de volumen y de 1500 kg/m 3 de densidad se encuentra sumergido en un recipiente con agua ( = 1000 kg/m 3 ). Determina: a) El empuje que experimenta. b) Su peso real. c) Su peso aparente. 22. Un objeto con 500 cm 3 de volumen y 150 N de peso en seco, pesa 100 N cuando se le introduce en un líquido. Calcula la densidad del líquido y del objeto. 23. Determina si se hundirá o si flotará en agua un objeto que pesa 2300 N y tiene un volumen de 2,5 m 3. 4

5 SOLUCIONES 1. a) P = ,67 Pa; b) P = ,33 Pa Conclusión: Una misma fuerza puede ejercer diferentes presiones dependiendo de la superficie sobre la que actúe. Cuanto menor sea la superficie, mayor será la presión ejercida. 2. P plano = Pa; P tacón = Pa. 3. Las fuerzas son perpendiculares a las paredes del recipiente y a las paredes del objeto. 4. Según la ecuación fundamental de la hidrostática (P = g h) la presión será mayor cuanto mayor sea el valor de h, por tanto, el líquido saldrá a mayor presión por el orificio 3. La dirección de salida del agua será perpendicular a la pared de la botella ya que los líquidos ejercen fuerzas perpendiculares las paredes del recipiente que los contiene. 5. P = Pa; F = ,45 N 6. a) m = 425 kg; b) P = 2450 Pa = 24,5 mbar = 18,38 mmhg. c) F base = 4165 N; F tapón = 6,93 N. 7. c) La presión (P = g h) que ejerce el agua sobre el fondo es igual en los tres casos porque la altura que alcanza el agua es igual en los tres recipientes. La fuerza que ejerce el agua sobre el fondo también es igual en los tres casos porque la superficie de la base es igual en todos los casos (F = P S). 8. Todos los recipientes se llena a la vez. En todos los puntos de la superficie del líquido la presión atmosférica es la misma y como la presión hidrostática a una altura dada también es la misma, el líquido alcanza la misma altura en todos los recipientes. 9. b. Inicialmente la presión en el recipiente B es mayor. Esto hace que el líquido fluya del recipiente B al A hasta que las presiones se igualan. 11. F 1 = 204,08 N. 12. r 1 = 0,07 m. 14. h = 11,24 m. 15. El mercurio asciende por el tubo. 5

6 16. Al hacer el vacío en el interior no hay ninguna fuerza que contrarreste la fuerza que ejerce la atmósfera sobre las paredes de las semiesferas. La fuerza que ejerce la atmósfera empuja una semiesfera contra la otra y hace que sea prácticamente imposible separarlas ya que la fuerza que hay que ejercer para contrarrestar la fuerza de la atmósfera es demasiado grande. 17. F = N. Al tratarse de una caja de plástico, esta se deformará y se comprimirá ya que al quitar el aire del interior no hay ninguna fuerza que contrarreste la fuerza que ejerce la atmósfera sobre la caja. 19. P = ,6 Pa. 21. a) E = 2,94 N; b) P real = 4,41 N; c) P aparente = 1,47 N. 22. objeto = kg/m 3 ; líquido = kg/m objeto = 93,88 kg/m 3. El objeto flotará. 6