Hidrostática
1.3. Si la altura del agua
dentro de una bañera es de 25 cm y el tapón de la misma tiene un radio de 2 cm, calcular:
a)
La superficie del tapón.
Superficie del tapón = π r2 = π (2 cm)2 = 12,57 cm2 = 1,257 x 10-3 m2 <
----- superficie
b)
La presión en la cara superior y en la cara inferior del tapón.
Principio General de la Hidrostática
ΔP = δ g Δh
donde
ΔP = variación de la presión
δ = densidad del agua = 1.000 kg/m3
g = aceleración de la gravedad = 10 m/s2
Δh = profundidad = 25 cm = 0,25 m
Reemplazando
ΔP = 1.000 kg/m3 *
10 m/s2 * 0,25 m = 2.500 Pa < --------- presión hidrostática que
ejerce el agua
Presión en la cara superior
Presión absoluta = presión atmosférica + presión hidrostática
= 101.300 Pa +
2.500 Pa = 103.800 Pa < --- cara superior
Presión en la cara inferior
Presión absoluta = presión atmosférica = 101.300 Pa < --- cara inferior
c)
La fuerza mínima que hay que ejercer para quitar el tapón.
ΔP = F / S
donde
ΔP = variación de la presión = Presión superior –
presión inferior = 103.800 Pa - 101.300 Pa = 2.500 Pa
F = fuerza
S = superficie del tapón = 1,257 x 10-3
m2
Reemplazando y despejando F
F = 2.500 Pa * 1,257 x 10-3 m2 = 3,14 N < --------- fuerza mínima
Hola, una pregunta, no entiendo porque en la cara inferior de el tapón consideras la presión absoluta, no habría vacío ahí?
ResponderEliminarvacío o "lleno" de aire ?
ResponderEliminarLa presion absoluta en la cara inferior seria igual a la atmosferica porque ahi no hay agua o por que?
ResponderEliminarHace un dibujo del tapón y fijate a las presiones a las esta sometido.
EliminarPor arriba esta la presión atmosférica y la presión de la columna de agua, por debajo solo la presión atmosférica
Hola, ¿la fuerza mínima que hay que ejercer para sacar el tapón puede calcularse con la fórmula p.A= F, porque esa fuerza mínima coincide con la fuerza que el agua le está ejerciendo al tapón? Imagino que en realidad la fuerza mínima sería ese valor y un poquito más, pero a fines prácticos se consideran iguales, ¿no?
ResponderEliminarSi debe ser ligeramente mayor. Pero ese "ligeramente mayor" no es calculable
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