Page 217 - Libro Hipertextos Fisica 1

Componente: Procesos físicos

EJEMPLOS

1. Por una de las ramas de un tubo en U, que ini- Solución:
cialmente contiene agua, se vierte aceite. Los a. En la cara superior del cubo tenemos:
líquidos no se mezclan y quedan distribuidos
en el tubo como muestra la figura. Si la altura P 5 r ? g ? h 2
2
2
3
de la columna de aceite, h aceite , mide 22 cm y la P 5 1.000 kg/m ? 9,8 m/s ? 0,4 m 5 3.920 Pa
2
diferencia de alturas de la columna de agua es La presión sobre la cara superior del cubo es
de 20 cm, determinar la densidad del aceite. 3.920 Pa.
Solución: b. En la cara inferior del cubo tenemos:
Como los puntos 1 y 2 se encuentran a la misma P 5 r ? g ? h 1
1
3
2
presión, debido a que los líquidos están en equilibrio, P 5 1.000 kg/m ? 9,8 m/s ? 0,5 m 5 4.900 Pa
1
entonces: La presión sobre la cara inferior del cubo es
P 5 P 4.900 Pa.
1 2
Por ende, tenemos que: c. El área de cada cara del cubo es:
2
r agua ? g ? h 5 r aceite ? g ? h 2 A 5 (0,1 m) 5 0,01 m 2
1
r h 5 r h Al simplificar g Para la fuerza que experimenta la cara superior
agua 1 aceite 2
3
(1 g/cm )(20 cm) 5 r (22 cm) Al remplazar del cubo tenemos:
aceite
3
(1 g/cm )(20cm) P 2 5 F 2
r aceite A
aceite 22 cm
3.920 Pa 5 2 F Al remplazar
r 5 0,9 g/cm 3 0,01 m 2
aceite
La densidad del aceite es 0,9 g/cm . F 5 39,2 N Al calcular
3
Aceite 22 cm

20 cm = h 1
1 2 40 cm
F
2
10 cm
Agua
F 1
2. Dentro de un recipiente con agua, cuya forma se
representa en la figura, se suspende un cubo de
arista 10 cm. La fuerza que experimenta la cara superior del
Si la superficie superior del cubo se encuentra 40 cubo es 39,2 N.
cm por debajo de la superficie libre del líquido d. Para la fuerza que experimenta la cara inferior del
contenido en el recipiente, determinar: cubo tenemos:
a. La presión ejercida por el líquido sobre la cara P 1 5 F 1
superior del cubo. A
1 F
b. La presión ejercida por el líquido sobre la cara 4.900 Pa 5 0,01 m 2 Al remplazar
inferior del cubo.
c. La fuerza que experimenta la cara superior del F 5 49,0 N Al calcular
cubo. La fuerza que experimenta la cara inferior del
d. La fuerza que experimenta la cara inferior del cubo es 49,0 N.
cubo. e. La fuerza que ejerce el líquido sobre el cubo está
e. La fuerza que ejerce el líquido sobre el cubo. dirigida hacia arriba y mide
49,0 N 2 39,2 N 5 9,8 N.

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