EJERCICIOS

A continuación se le presentan varios ejercicios para facilitar su estudio y entendimiento en los temas expuestos. El primer ejercicio, esta resuelto para su entendimiento y los siguientes son su práctica. Hay varios ejercicios por cada tema.

Ejemplos de presión

1)    Considere que una mujer de masa 60 Kg , tiene puestos unos zapatos y la mitad de su peso se encuentra en los tacones. Cada tacón tiene un área de 1cm². Calcule la presión que ejerce cada tacón sobre el suelo.

Solución

Datos:                                     

m=60kg.

A=1x10^-4 m² , esto es el área de un tacón.

Planeamiento y desarrollo:

       P=mg

P= 60kg x 9,8 m/s²

P=588N

  P=588N          A=1x10^-4 m² 

      F=P/2 = 588N/2= 294N

          P = F

          P= A/294N/2X10^-4N

           P=1,47X10⁶ N/m²

Para cada tacón p=7,35x10⁵N/m² 

Problemas propuestos para práctica:

1)    Si un rectángulo  de 5cm de ancho y 10 m de largo es de hierro es de hierro y produce una presión sobre el suelo de 15182Pa ¿ cual será la masa del bloque?

2)    Un cilindro de cobre de 6cm de altura y 1.5 m de radio, tiene una densidad de 5.3g/ cm³ ¿Que presión  ejerce sobre el suelo cuando se coloca verticalmente?

Ejemplo de Densidad 

1) Determine la densidad de un cubo de madera de 20cm de lado  si su masa es de 5Kg.

Datos:                                                 V=L³(para un cubo)

L=20cm = 0.2m                                 V=(0.2m)³=0.008m³

M= 5Kg                                              p=m/V=5kg / 0.008m³

                                                           P=625kg/m³

Problemas propuestos para práctica:

1)     ¿Qué volumen ocupa una esfera de hierro que tiene una masa de 5kg?

2)    En un cubo de 5cmde lado caben 2.8x10^-2kg de una masa liquida. Determine la densidad de dicho líquido.

Ejemplo de Principio de Pascal.

1)    En un elevador de automóviles, el aire comprimido ejerce una fuerza sobre un émbolo de 5cm de radio. La presión es transmitida a otro émbolo de 50cm de radio, el cual levanta un auto, cuyo peso es de 1,35x10⁴ N. calcule la fuerza que debe aplicar el embolo mas pequeño.

Datos:                                                           Planteamiento y Desarrollo:

r₁=5cm                                                                  A₁=7.85X10^-3 m² (área del circulo)  

f₂=1.35x10⁴N                                                                  A₂=7.85x10^-1 m²

r₂₌?                                                F₁/A₁=F₂/ A₂  F₁ / 7.85X10^-3=1.35x10⁴N / 7.85X10^-1 m²

        

                              Ejemplo de Principio de Arquímedes

1)    Una bola de acero de 5 cm de radio se sumerge en agua, calcula el empuje que sufre y la fuerza resultante. Datos: Densidad del acero 7,9 g/cm³

E = d_agua · V_sumergido · g  

Densidad del agua =(1000 kg/m³)

V = 4/3 p R³ = 4/3 p 0,05³ = 5,236 · 10^-4 m³   

E = d_agua·V_sumergido·g  = 1000 · 5,236 · 10^-4 · 9,8 = 5,131 N.

Problemas propuestos para práctica.

1)    Un objeto está parcialmente sumergido en agua. ¿Cuál es la densidad del objeto si se encuentra sumergido un 80% de su volumen en agua?

2)    Un trozo de madera de densidad 690 kg/m³ y el volumen es de 0.06m³ esta sumergido dos tercios de su volumen en agua de mar, cuya densidad es de 1030kg/m³. ¿Cuál es la fuerza de empuje del líquido sobre la madera?