guia de problemas nº5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUAN
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE FISICA
GUIA DE PROBLEMAS Nº5
PROBLEMA Nº1 ¿Qué fuerza actúa sobre el equipo de un buzo cuya superficie es de 4,66m 2, si está
a una profundidad de 50m bajo el nivel de la superficie del mar?. Peso específico del agua del mar
1,026gf/cm3.
PROBLEMA Nº2 Tres líquidos inmiscibles se vierten en un recipiente cilíndrico de 20cm de
diámetro. Las cantidades y las densidades de los líquidos son: 0,5 l, 2,6g/cm3; 0,25 l, 1g/cm3; 0,4 l,
0,8g/cm3. ¿Cuál es la fuerza total que actúa sobre el fondo del recipiente? (Ignorar la contribución de
la atmósfera).
PROBLEMA Nº3 Calcular la presión en la atmósfera a una altura de 7Km sobre el nivel del mar.
PROBLEMA Nº4 Un tubo en U contiene mercurio. Se vierte agua en una de las ramas y en la otra
glicerina, hasta que sus superficies libres estén al mismo nivel. La longitud de la columna de agua
h = 30cm y la de la glicerina h’ = 30,5cm. a)Hallar la densidad de la glicerina. b) Hallar la altura que
debe tener la columna de glicerina para que la superficie del mercurio esté al mismo nivel en las dos
ramas del tubo.
PROBLEMA Nº5 Un tubo en U de ramas verticales de la misma sección, contiene mercurio, cuya
superficie libre está a h = 25cm del extremo superior de ambas ramas. Se vierte cierto líquido en una
de las ramas hasta llenarse por completo y la diferencia de nivel del mercurio en las dos ramas es
h’ = 3,5cm. a)Hallar la densidad del líquido. b)Se llena después la otra rama con agua, ¿qué fracción
del volumen del otro líquido sale del tubo?.
PROBLEMA Nº6 ¿Qué diferencia de lectura, en cm de mercurio señalará un barómetro entre la base
y la cúpula de un edificio de 50m de altura?.
 aire = 0,00129g/cm3
PROBLEMA N°7 Tres niños, cada uno de los cuales pesa 356N fabrican una balsa amarrando
troncos de diámetro D = 0,3m y longitud L = 1,8m. ¿Cuántos troncos serán necesarios para
mantenerlos a flote?. Considérese la densidad específica de la madera como 0,8.
PROBLEMA Nº8 El bloque A de la figura está suspendido mediante una cuerda de una balanza de
resorte D y sumergido en un líquido C contenido en la vasija B. El peso de ésta es de 900gf y el del
líquido 1,35kgf. La balanza D señala 2,25kgf y la G 6,75kgf. El volumen del bloque A es de 2,80 dm3.
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a)¿Cuál es la densidad del líquido?. b)¿Cuáles serán las indicaciones de ambas balanzas al sacar el
bloque A del líquido?.
D
C
A
B
G
PROBLEMA Nº9 La sección horizontal de un barco de 8000t, tiene un área de 1300m2. ¿ Cuánto
sube la línea de flotación cuando el barco pasa del agua de mar a la de río, siendo la densidad del agua
de mar 1,026g/cm3 y la del río 1g/cm3?.
PROBLEMA Nº10 Una esfera de corcho, de peso específico 0,2gf/cm3 se sumerge en agua hasta una
profundidad de 10m y luego se suelta. ¿Cuánto tiempo tardará en llegar a la superficie?.
PROBLEMA Nº11 Por la sección A1 del conductor indicado en la figura circula agua a razón de
300l/s. Calcular : a)la velocidad en la sección A2 en m/s, b) el diámetro de la sección A3.
A2
A3
A1
PROBLEMA Nº12 a)Calcular el trabajo realizado por una bomba al elevar 3m 3 de agua a una altura
de 20m contra una presión de 1,5kgf/cm2. b) Hallar la potencia necesaria para que la misma bomba
eleve 5m3 de agua a una altura de 20m contra una presión de 150000N/m2, en un tiempo de una hora.
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PROBLEMA Nº13 El agua de un depósito abierto a la presión atmosférica en su parte superior tiene
490cm de profundidad. La velocidad del agua en el tubo horizontal conectado al fondo del depósito es
de 200cm/s. ¿Cuál es la presión en atm en el tubo?.
A
h
B
PROBLEMA Nº14 En el punto A de un tubo por el que circula agua la altura es de 400cm, la sección
transversal es de 0,8cm2 y la velocidad del agua es de 170cm/s y la presión 1000000dina/cm2. ¿Cuál es
la presión en el punto D, donde la sección transversal es de 0,4cm2 y la elevación 1m?. No tener en
cuenta la fricción.
A
D
hA
hD
PROBLEMA Nº15
Se practica un orificio de 2,5cm de diámetro en la pared lateral de un gran
depósito y a una altura de 6m por debajo del nivel del agua. Calcular : a)La velocidad de salida y b) el
volumen que sale por unidad de tiempo.
PROBLEMA Nº16 En un recipiente se echa agua a razón de 0,2l/s. ¿Qué diámetro “d” deberá tener
un orificio ubicado en el fondo del recipiente para que el agua se mantenga en él a un nivel constante
h = 8,3cm?.
PROBLEMA Nº17 El agua del mar alcanza en un depósito la altura de 1,2m. El depósito contiene
aire comprimido a una presión manométrica de 72g/cm2. El tubo horizontal de desagüe tiene secciones
transversales máxima y mínima de 18 y 9cm2 respectivamente. a) ¿Qué cantidad de agua sale por
segundo?. b) ¿Hasta qué altura “h” llega el agua en el tubo abierto?.
PM
H
A3
3
h
A2
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PROBLEMA Nº18 En la figura se representa un tubo de Venturi para la medición del caudal con el
típico manómetro diferencial de mercurio. El diámetro de la entrada (sección 1) es de 40cm y el del
estrangulamiento de 20cm. Hallar el caudal de agua sabiendo que la diferencia entre las alturas
alcanzadas por el mercurio en las dos ramas vale 30cm. La densidad del mercurio es 13,6g/cm 3.
Expresar el resultado en m3/s.
1
2
V
1
h
PROBLEMA Nº19 ¿Cuál es la diferencia de presiones en los dos brazos de un indicador de velocidad
(Pitot) de un avión que vuela a 50km/h?
B
A

h
’
PROBLEMA Nº20 De un recipiente que está siempre lleno hasta la altura h = 180cm, fluye agua a
través de dos aberturas practicadas en una línea vertical de la pared y que distan entre sí 40cm. ¿A qué
distancia de la superficie libre está la abertura superior, si ambos chorros cortan en el mismo punto el
plano del fondo?.
PROBLEMA Nº21 Un depósito cilíndrico de altura h = 1m está lleno de agua hasta los bordes.
a) ¿Cuánto tiempo tardará en salir toda el agua a través de un orificio situado en el fondo del depósito?.
El área de la sección transversal del orificio es 400 veces menor que el de la sección transversal del
depósito. b) Comparar este tiempo con el que sería necesario para que saliera una cantidad igual de
agua si el nivel de ésta en el depósito se mantuviera constantemente a la altura h = 1m sobre el orificio.
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