1 Dos vasos de vidrio rectos, de diferentes secciones
transversales y que vacíos pesan lo mismo, se llenan con agua hasta el mismo
nivel.
De
acuerdo con la expresión p =
p0 + ρ.g.h, la presión es la misma en el
fondo de ambos vasos, ¿por qué, al llenarlos con agua, uno pesa más que el
otro?
La presión depende de la altura /
profundidad (h) ------ > igual presión ----- > Presión A = Presión B
El peso depende de la masa ---- > la masa depende del volumen (ambos
contiene agua) ----- > el volumen
depende de la Sección (S) * altura (h) ----- > SA < SB ----- -> PesoA < PesoB
2. Un pedazo de acero está pegado a un bloque de
madera. Cuando la madera se coloca en una pileta con agua, con el acero en la
parte superior, la mitad del bloque se sumerge.
Si
el bloque se invierte, de manera que el acero quede bajo el agua, ¿el volumen
sumergido del bloque, aumenta, disminuye o permanece igual?
∑F = E - P = 0 (en equilibrio)
donde
E = empuje = ρL V g (Principio de Arquímedes)
ρL = densidad del agua
V = volumen del agua desalojada
P = peso del cuerpo
Peso del cuerpo NO varia ------ > el empuje NO varia ----- > volumen del agua NO varia ---- > volumen del cuerpo sumergido permanece IGUAL
3. Dos cuerpos de igual volumen, uno de hierro y otro
de aluminio, están en el agua. ¿La intensidad del empuje que actúa sobre el
cuerpo de hierro, es mayor, menor o igual a la intensidad del empuje que actúa
sobre el cuerpo de aluminio?
Considerar
los siguientes casos:
a)
Dos cuerpos macizos, en equilibrio, colgados de sogas y completamente
sumergidos.
E = empuje = ρL V g (Principio de Arquímedes)
ρL = densidad del agua
V = volumen del agua desalojada =
volumen del cuerpo (el cuerpo esta totalmente sumergido)
V hierro = V Aluminio
-------- > E hierro = E aluminio
b)
Dos barcos de igual forma que flotan en equilibrio en el agua.
Barco de Hierro -------- > ∑F
= EH - PH = 0 (en equilibrio)
Barco de Aluminio -------- > ∑F = EA - PA = 0 (en
equilibrio)
donde
E = empuje
P = peso del cuerpo
PH
> PA -------- > EH > EA
4. Un litro de agua se ubica en tres recipientes
cilíndricos, A, B y C, de diferentes bases, relacionadas entre sí por: BaseA =
2 BaseB = 1/3 BaseC.
¿En
cuál de los recipientes, la presión en el fondo, p, es mayor?
a)
pA > pB > pC
b)
pA < pB < pC
c)
pB > pC > pA
d)
pB < pC < pA
e)
pC > pA > pB
f)
pC < pA < pB
Ordenando
el tamaño de las bases
Base C
> Base A > Base B
A igual
volumen (1 litro), la relación de las alturas es inversamente proporcional a la
base (mayor base, menor altura)
HC <
HA < HB
La presión
en el fondo es directamente proporcional a la altura ------ > PC < PA
< PB < -------- opción f
5. ¿Cuál de las siguientes condiciones debe cumplirse
para que un cuerpo flote con la mitad de su volumen sumergido en un líquido
dado?
a)
La densidad del cuerpo es la mitad de la densidad del líquido.
Verdadero
∑F = E - P = 0 (en equilibrio)
donde
E = empuje = ρL VL g (Principio de Arquímedes)
ρL = densidad del liquido
VL = volumen del líquido
desalojada
P = masa g
masa = ρC VC
ρC = densidad del cuerpo = 1/2 ρL
VC = volumen del cuerpo
Reemplazando
ρL VL g = 1/2 ρL VC g -------- > VL = VC / 2 ---- > volumen
de líquido desalojado es la mitad del volumen del cuerpo ----------- > el cuerpo está sumergido hasta la mitad de su volumen
b)
La densidad del cuerpo es doble que la densidad del líquido.
Falso
ρC = 2ρL
Reemplazando
ρL VL g = 2ρL VC g -- ---- > VL = 2 VC ---- > imposible VL ≤ VC
---------- > el cuerpo
desciende hasta el fondo.
c)
La densidad del cuerpo es igual a la densidad del líquido.
Falso
ρL = ρC
Reemplazando
ρL VL g = ρC VC g --- ---- > VL = VC ---- > el cuerpo está
totalmente sumergido ("flota a dos aguas")
d)
La densidad del líquido es la tercera parte de la densidad del cuerpo.
Falso
ρL = 1/3 ρC
Reemplazando
1/3 ρC VL g = ρC VC g --- ---- >1/3 VL = VC ---- > VL = 3 VC
imposible VL ≤ VC ---------- > el cuerpo desciende hasta el fondo.
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