lunes, 27 de mayo de 2013

FUERZAS Y PRESIONES

APUNTES:

CUESTIONES, resulta obvio decirlo, pero hay que hacerlas después de leer la primera página de los apuntes (lo digo por si no ha quedado claro):

1) ¿De qué dos magnitudes depende la presión? ¿Cómo varía con cada una de ellas?
2) Explica el fundamento físico de:
- Uso de los esquís en zonas de alta montaña.
- Afilar un cuchillo.
- Los clavos, los dientes caninos, etc. tienen forma puntiaguda.
3) Enumera las diferentes unidades en las que se puede expresar la presión.
4) Explica de forma sencilla a qué equivaldría un pascal, Pa. (consistiría en aplicar una fuerza de____ newtons sobre una superficie de__ metro cuadrado, es decir, sería como colocar un objeto de ______ kg de masa sobre una superficie de_______ metro cuadrado.)

ACTIVIDADES: Para el miércoles hacer la 3, 10 y 11.

1) a) Un objeto de 30 kg de masa está apoyado en un tablero de dimensiones 0,4x0,5 m. Calcula la presión que ejerce en Pa, hPa, mbar i bar.
b) Calcula la superficie que debería tener el tablero para que la presión fuese de 0,01 mbar.
c) Si sobre la superficie original, 0,4x0,5 m, un objeto ejerce una presión de 500 Pa, ¿cuál será su masa?

2) Un paralelepípedo de dimensiones 20x10x5 cm tiene una masa de 1,9 kg. Calcula la presión que se ejerce sobre el suelo cuando se apoya sobre cada uno de sus lados (en Pa y en bar)

3) Un objeto de 80 kg ejerce sobre el suelo una presión de 0,0224 bar. Calcula la superficie de contacto.

4) Calcula la presión que ejerce un objeto de 1 kg de masa situado sobre una superficie de 1 cm2, y exprésala en Pa, hPa, mbar i bar.

5) Escribe la fórmula del Principio fundamental de la Hidrostática y explica el significado de cada término.

6) Calcula la presión que ejerce el agua sobre una persona que bucea a 3 m de profundidad. Dato: densidad del agua 1 g/cm3.

7) Calcula la fuerza que ejerce un embalse sobre cada centímetro cuadrado de la piel de un pez que se encuentra a veinte metros de profundidad. ¿Por qué en los embalses la base es mucho más ancha que la parte superior?

8) Una fosa marina tiene una profundidad de 10 km. Calcula el valor de la presión en el fondo de la fosa. La fuerza que actua sobre un pez que tiene una superficie total de 500 cm2. Densidad del agua del mar: 1030 kg/m3.

9) Un submarino navega a 120 m de profundidad. Calcula la fuerza que el agua del mar ejerce sobre una escotilla circular de 80 cm de diámetro.

10) Calcula la presión que ejerce un paralelepípedo de 80x40x30 cm sobre cada una de sus caras. Está hecho de hormigón, y su densidad es de 2,4 g/cm3.

11) Un objeto de 20 kg de masa reposa sobre un círculo de 2 cm de radio. Calcula la presión que ejerce en Pa i bar. Otro objeto ejerce una presión de 4500 bar sobre la misma superficie, ¿cuál es su masa?

12) En un tubo en U introducimos agua y mercurio. 
a) Calcula la altura de la columna de mercurio si la altura de la columna de agua es 60 cm respecto de la superficie de separación de los dos líquidos. dHg=13600 kg/m3.
b) Calcula la densidad que tendría un segundo líquido teniendo en cuenta que las alturas del agua y del líquido desconocido son 60 cm y 40 cm respectivamente.

13) En un tubo en forma de U hemos introducido agua y aceite. Observamos que la altura del agua respecto de la superficie de separación de los dos líquidos es de 10 cm.
a) Calcula la altura alcanzada por la columna de aceite. Datos, daceite=0,88 g/cm3.
b) ¿Cuál sería la altura de la columna si fuera mercurio en lugar de aceite? Dato, dHg=13,6 g/cm3.
Sol: 11,4 cm       0,73 cm

14) Determina las presiones en bar que ejerce el agua del mar a profundidades de 500, 1500 y 2 km. Densidad del agua 1,027 g/cm3 
Sol: 50,32 bar     150,97 bar    201,29 bar

15) Determina a qué profundidad en el mar ha de encontrarse un submarinista para que esté sometido a una presión de 1 bar (aproxima a las unidades).
Sol: 10 m.