Física Final Feb 24 6 Hidrostática

Considere un cuerpo cubico de lado L. Cuando se lo cuelga del techo utilizando una soga ideal, la tensión que ejerce la soga es de 300 N. Mientras que, si el cuerpo está sumergido totalmente en agua (δagua = 1 kg/litro) la tensión de la soga tiene una intensidad igual a T agua = 200 N

 

a)     Entonces el valor de L es aproximadamente

 

 15,5 cm

 11 cm

█ 21,5 cm

7,6 cm

20 cm

12,8 cm

 

Taire - P = 0 (en el aire)

Tagua + E -  P = 0 (en el agua)

 

Donde

Taire = tensión de la soga con el cuerpo en el aire = 300 N

P = peso

Tagua = tensión de la soga con el cuerpo totalmente sumergido en el agua = 200 N

E = empuje del agua = δagua g Vagua

δagua = densidad del agua = 1 kg / Ltro (1000 dm³ /1 m³) = 1000 kg/ m³

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

Vagua = volumen del agua desalojada = Volumen del cuerpo (totalmente sumergido) = L^3

L = lado del cubo

 

Reemplazando

P – Tagua = Taire - Tagua = δagua g L^3

 

Despejando L

L = raíz cubica ((Taire – Tagua) / (δagua g)) = raíz cubica ((300 N – 200 N) / (1000 kg/m³ 10 m/s²)) = 0,215 m = 21,5 cm

 

 

b)    Si ahora se coloca el mismo vuerpo en un contenedor con un liquido cuya densidad es 3 δagua entonces

 

 Se mantiene completamente sumergido y colgado de una soga que ejerce una tensión que es igual a 3 Tagua

Falso

 

Tliq + E -  P = 0 (en el líquido)

 

Donde

Tliq =tensión de la soga con el cuerpo totalmente sumergido en el liquido

E = empuje del líquido = δliq g Vliq

δliq = densidad del líquido = 3 δagua = 3 *1000 kg/ m³ = 3000 kg/ m³

Vliq = volumen del líquido desalojado = Volumen del cuerpo (totalmente sumergido) = L^3

 

Reemplazando y despejando Tliq

Tliq = Taire - δliq g L^3 = 300 N – 3000 kg/ m³ 10 m/s² (0,215 m)^3 = 0 N

 

 

█ Flota sin soga y completamente sumergido

Verdadero

 

Ver anterior

Tliq =tensión de la soga con el cuerpo totalmente sumergido en el líquido = 0 N

 

La soga no tiene tensión (No es necesaria)

 

 Flota sin soga y dejando fuera 1 / 3 de su volumen

Falso

 

Ver primer desarrollo

Cuerpo totalmente sumergido

 

 Se mantiene completamente sumergido y colgando de la soga que ejerce una tensión que a 1 /3 Tagua

Falso

 

Ver primer desarrollo

Tliq =tensión de la soga con el cuerpo totalmente sumergido en el líquido = 0 N

 

 Flota sin soga y sumergido solo 1 / 3 de su volumen

Falso

 

Ver primer desarrollo

Cuerpo totalmente sumergido

 

 Se mantiene completamente sumergido y colgando de la soga que ejerce una tensión igual Tagua

Falso

 

Ver primer desarrollo

Tliq =tensión de la soga con el cuerpo totalmente sumergido en el líquido = 0 N