Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T5 – 3 Fluidos

Sobre el plato menor de una prensa se coloca una mesa de 230 kg. Calcular la masa que se podría elevar al ser colocada sobre el plato mayor si su radio es el triple del radio del plato menor. Ambos platos son circulares.

Dato: g = 9,8 m/s²

 

 

 

F1 / A1 = F2 / A2 (Principio de Pascal)

 

F1 = fuerza sobre el plato menor (1) = m1 g

m1 = masa 1 = 230 kg

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

A1 = área 1 = π r1^2

r1 = radio del plato menor

 

F2 = fuerza sobre el plato mayor (2) = m2 g

m2 = masa 2

A2 = área 2 = π r2^2

r2 = radio del plato mayor = 3 r1

 

 

Reemplazando y despejando m2

m2 = m1 / (π r1^2) (π (3 r1)^2) = 9 m1 = 9 * 230 kg =   2070 kg

 

 

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T5 – 2 Fluidos

Un líquido ideal en régimen estacionario y temperatura constante circula por el siguiente dispositivo

 

 

 

 

Calcular la velocidad en la sección 2 (S2), sabiendo que la velocidad en S1 = 22 cm/s y r1 = r2 = r3 = 6 cm

 

 

Q = S1 v1 = S2 v2 + S3 v3 (ecuación de continuidad)

 

Donde

Q = caudal

S1 = sección 1 = π r1^2

S2 = sección 2 = π r2^2

S3 = sección 3 = π r3^2

r1 = r2 = r3  = 6 cm  à S1 = S2 = S3 = S

 

v1 = velocidad en la sección 1 = 22 cm/s

v2 = velocidad en la sección 2

v3 = velocidad en la sección 3

v2 = v3

 

 

Reemplazando y despejando v2

v2 = S v1 / (S + S) = v1 /2 = 11 cm/s 

 

 

 

Biofísica UBA XXI Primeros Parciales 2023

UBA XXI

Primeros Parciales  2023

1er Cuatrimestre Abril 23

Tema 1

1. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-1-fluido.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-2-fluido.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-3-mecanica.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-4-fluidos.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-6.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-7.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-8.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-9-fluido.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t1-10-fluido.html

Tema 3

1. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-1-fluido.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-2-mecanica.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-3-fluidos.html 

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-4.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-5.html 

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-6.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-7-mecanica.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-8-fluidos.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-9-fluidos.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t3-10.html

Tema 5

1. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-1.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-2-fluidos.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-3-fluidos.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-4.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-6.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-7-mecanica.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-8.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-9-fluidos.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2023/12/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t5-10.html

Tema 7

1. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-1-mecanica.html

2. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-2.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-3-fluidos.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-4-mecanica.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-6-fluidos.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-7-fluidos.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-8.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-9-fluidos.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/01/biofisica-uba-xxi-1p-abr23-t7-10.html

2do Cuatrimestre Septiembre 23

Tema 2

1. https://noemifisica.blogspot.com/2024/07/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-1.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2024/07/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-2.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2024/07/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-3.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/07/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-4.html 

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/07/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/07/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-6-fluidos.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-7.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-8.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-9-fluidos.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t2-10.html

Tema 4

1. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-1-fluidos.html  

2. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-2.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-3-fluidos.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-4-fluidos.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-6.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-7.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-8.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-9-fluidos.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t4-10.html

Tema 6

1. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-1.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-2-fluidos.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-3-fluidos.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-4-fluidos.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-5.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-6.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-7.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-8.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-9.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t6-10.html

Tema 8

1. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-1.html 

2. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-2.html

3. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-3.html

4. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-4.html

5. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-5-fluidos.html

6. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-6-fluidos.html

7. https://noemifisica.blogspot.com/2024/08/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-7-fluidos.html

8. https://noemifisica.blogspot.com/2024/09/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-8-fluidos.html

9. https://noemifisica.blogspot.com/2024/09/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-9.html

10. https://noemifisica.blogspot.com/2024/09/biofisica-uba-xxi-1p-sep-23-t8-10.html

Indice

https://noemifisica.blogspot.com/2022/05/biofisica-uba-xxi-indice.html

Biofísica UBA XXI 1P Abr23 T5 – 1 Fluidos

Suponiendo que la superficie de la puerta de un submarino es de 1,2 m² y que se encuentra a 600 m de profundidad. Que fuerza se ejerce sobre ella?

Dato: δAgua de Mar= 1,03 x 10³ kg/m³

 

P = F / A

 

Donde

P = presión sobre la puerta = Patm + Ph

Patm = presión atmosférica = 101300 Pa

Ph = Presión hidrostática = δagua g h

δagua = densidad del agua de mar = 1,03 x 10³ kg/m³ = 1030 kg/m³

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

h = profundidad = 600 m

 

Fuerza = fuerza sobre la puerta

A = área de la puerta = 1,2 m²

 

 

Reemplazando y despejando F

F = (Patm + δagua g h) A = (101300 Pa + 1030 kg/m³ 9,8 m/s²  600 m) 1,2 m² = 7,39 x 10^6 Pa

Biofísica 2 P Jul 23 T1B – OM 6. Termodinámica

Si se calienta un metal solido de masa M, inicialmente a 25°C, su temperatura varia con el calor recibido según indica el gráfico adjunto

 

 

Entonces, cuando haya recibido las primeras 640 kcal, se puede asegurar ese metal que:

 

□ el 80% del metal permanece a 25 °C

█ el 80% del metal se encuentra en estado solido

□ se ha fundido completamente

□ aún se conserva completamente en estado solido

□ solo el 20% del metal permanece a 25 °C

□ solo el 20% del metal se encuentra en estado solido

 

Q = M L

 

Donde

Q = calor absorbido durante el cambio de fase = 1600 kcal – 400 kcal = 1200 kcal

M = masa del metal

L = calor latente

 

Reemplazando y despejando L

L = Q / N = 1200 kcal / M

 

Q1 = m1 L

 

Donde

Q1 = calor absorbido = 640 kcal – 400 kcal = 240 kcal

m1 = masa de metal fundido

 

 Reemplazando y despejando m1

m1 = Q1 / L = 240 kcal / (1200 kcal / M) = 0,20 M

 

M solido = M – 0,20 M = 0,80 M = 80% M

 

 

 

 

 

Biofísica 2 P Jul 23 T1B – OM 5. Electricidad

Se utilizó una pila conectada entre los puntos A y B para cargar tres capacitores idénticos, C1, C2, C3 asociados como muestra la figura. Las cargas resultantes se denominan Q1, Q2, Q3, respectivamente. Entonces se cumple:

 

 

□ Q1 = Q2 = Q3	□ Q1 > Q2 = Q3
□ Q1 = Q2 > Q3	□ Q1 < Q2 = Q3
█  Q1 = Q2 < Q3	□ Q1 < Q2 < Q3

 

 

Q = C V

 

Donde

Q = carga

C = capacitancia

V = diferencia de potencial

 

Reemplazando en C1 y C2

Q1 = C1 V1

Q2 = C2 V2

 

Con

C1 = C2

C1 y C2  están en paralelo à V1 = V2 

 

 

Reemplazando

Q1 = Q2

 

 

C1 y C2 están en paralelo

Q12 = carga total del paralelo = Q1 + Q2

 

C3 y C12 están en serie

Q3 = Q12

 

Comparando

Q3 = Q1 + Q2 > Q1 = Q2

 

Biofísica 2 P Jul 23 T1B – OM 4. Termodinámica

Una pava eléctrica conectada a la red domiciliaria permite calentar 1,2 L de agua desde los 14°C hasta que alcanza el Punto de Ebullición a 1 atm en unos 3 minutos. Asumiendo que la transformación de energía eléctrica en calórica es totalmente eficiente, la potencia (en W) requerida es aproximadamente de:

 (Datos: δagua=1,0 kg/L y cp_agua = 4184 J/kg°C)

 

□ 0,57 W	□ 420 W	█ 2400 W
□ 3000 W	□ 144000 W	□ 1,21*109 W

 

Calor necesario para “calentar” el agua

 

Q = m cp (Tf – Ti)

 

donde

m = masa = volumen * δagua = 1,2 L 1,0 kg/L = 1,2 kg

cp = calor especifico a presión constante del agua = 4184 J/kg°C

Tf = temperatura final = 100 ºC

Ti = temperatura inicial = 14 ºC

 

Reemplazando

Q = 1,2 kg 4184 J/kg°C (100 ºC – 14 ºC) = 431789 J

 

Pot = Q / t

 

Donde

Pot = potencia

Q = cantidad de calor entregado = 431789 J

t = tiempo = 3 min (60 s / 1 min) = 180 s

 

reemplazando

Pot = 431789 J / 180 s = 2400 W