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
ResponderEliminarJusto mi profe de física copio este trabajo para un trabajo práctico, me podrías explicar mejor como se saca la superficie del tapón o que significa el π R2?
ResponderEliminarEl tapón tiene forma circular, la superficie o área de un circulo = π radio^2
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