Ejercicios de Aplicación de Densidad y Presión Hidráulica (Principio de Pascal)
Se necesita calcular la
densidad de un bloque en forma de paralelepípedo, para obtenerla se miden las
dimensiones y su masa, los valores se muestran en la siguiente figura:
Resolución:
Para calcular la densidad de un objeto, se utiliza la fórmula:
Densidad = masa / volumenDatos del problema:
Paso 1: Calcular el volumen, para convertirlo.
Volumen = Largo × Ancho × Alto =20.00 cm × 7.00 cm × 9.00 cm = 1,260.00 cm3Conversión de cm³ a m³ = 1m³ = 1,000,000 cm³
Paso 2: Calcular la densidad
RESPUESTA 1: 2,700 Kg/ m³
Si introduces el bloque del numeral anterior en un depósito hondo de glicerina, pasaría lo siguiente: RESPUESTA 2: El bloque se hundiría porque recibe una fuerza de empuje menor a su peso.
A un elevador hidráulico
como el de la figura, se le aplica una fuerza de 250 N hacia abajo sobre
el pistón pequeño de 0.750 m2 y eleva un
automóvil. El área del pistón grande donde se coloca el automóvil es de 15.25
m2
Entonces, la fuerza que levanta al automóvil es: RESPUESTA 3: 5,083 N, hacia abajo.
Se ha encontrado en una
excavación arqueológica un objeto que se supone es de oro. Se encarga a un
científico determinar si el objeto es de oro. Para saberlo procede a calcular
la masa y el volumen del material, determinando que la masa del
objeto es de 772 gramos y el volumen es de 40 cm3 ¿Cuál es la
densidad del objeto?
La densidad del objeto es: RESPUESTA 4: 19.3 g/cm3
Se desea elevar un cuerpo
de 14,700N utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular
de 2.54 m2 y un plato pequeño circular de 0.0314m2.
Calcula: ¿cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño para elevar el
cuerpo?
La fuerza en el émbolo pequeño para elevar el cuerpo es: RESPUESTA 5: F1= 181.7 N.
A tres recipientes
plásticos, idénticos, sin tapadera, llenos completamente de agua, de la misma
forma y capacidad, se les perfora un orificio a diferentes profundidades como
se muestra:
En cuanto a la rapidez de salida del fluido, es
correcto afirmar que:
RESPUESTA 6: En el recipiente 3 es mayor porque la rapidez depende de la
profundidad donde encuentre el orificio y cuando esta es mayor la rapidez aumenta.
1. ¿Cómo
defines el concepto de viscosidad?, Además ¿Los fluidos presentan viscosidad o
solo algunos en particular?
Respuesta:/ La viscosidad
es una propiedad de los fluidos que mide su resistencia a fluir. Se
puede entender como la “fricción interna” que existe entre las
partículas del fluido cuando se mueven unas respecto a otras. todos los
fluidos presentan viscosidad, aunque en diferentes grados:
2. Según la información
teórica del Número de Reynolds, ¿Cuál es la característica particular para que
un fluido sea: laminar, turbulento o inestable?
Respuesta:/ El número de
Reynolds es adimensional, si tiene un valor inferior a 2 000 se considera un
flujo laminar y si es superior a 3 000 es turbulento. Entre 2 000 y 3 000 se
considera inestable porque puede pasar de un flujo a otro.
PARTE DE INTERPRETACIÓN:
Lo siguientes enunciados buscan exclarecer la teoria en base a interpretarción por medio de verificación de ´´Falso y Verdadero''
Una de las grandes aplicaciones que se basa en el principio de Pascal es la prensa hidráulica; por lo general, posee dos pistones con superficies diferentes sobre un fluido, una de las ventajas es que, si se aplica una fuerza sobre el pistón de menor superficie, esta se multiplica a razón de las áreas de las superficies. RESPUESTA: (VERDADERO) La presión que ejerce un líquido sobre un objeto se denomina presión hidrostática y cambia dependiendo de la profundidad a la que se encuentre el objeto dentro del líquido. RESPUESTA: (VERDADERO)
El teorema de Torricelli (𝑄) es la rapidez con la que el volumen del fluido se mueve en cualquiera de las dos secciones transversales. Para deducir una expresión usamos las ecuaciones de densidad y de continuidad, de la siguiente manera: RESPUESTA: (FALSO)
El número de Reynolds (𝑁𝑅) permite que conozcamos la influencia entre las fuerzas de inercia y viscosas en la hidrodinámica. Depende de la rapidez media (𝑣𝑚), densidad (𝜌) y viscosidad (𝜇) con la que un fluido se mueve en un tubo de cierto diámetro (𝐷). Su valor nos permite saber si un flujo es laminar o turbulento. RESPUESTA: (VERDADERO)
De acuerdo con el número de Reynolds se considera dimensional, si tiene un valor inferior a 500 se considera un flujo laminar y si es superior a 1 000 es turbulento. Entre 600 y 900 se considera inestable porque puede pasar de un flujo a otro. RESPUESTA: (FALSO)En el libro de sexto grado menciona que la densidad (𝜌) de un fluido relaciona su masa (𝑚) y volumen (𝑉), su fórmula es la siguiente: y, además, los valores de densidad se pueden expresar de la siguiente manera: también RESPUESTA: (VERDADERO)
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