EjerciciosFyQ

Variación de la presión con la altitud en el interior de un globo aerostático (8137)

F_y_Q — 2024-02-16T05:00:51Z

Un globo aerostático se llena con una presión de 950 mbares antes de elevarse. Mientras asciende, se realizan tres medidas de presión que son 904 mbar, 864 mbar y 785 mbar, respectivamente. Calcula la altitud del globo, en metros, cuando se ha realizado cada una de la mediciones. Supón que el aire tiene una densidad promedio de y desprecia la variación de la aceleración de la gravedad durante el ascenso.

En estática de fluidos, se establece la relación entre la variación de la presión con la altura, o profundidad, en el seno del fluido, mediante la ecuación:

El signo negativo se debe a que se trata de un globo que asciende, por lo que debes considerar que la variación de la presión será negativa.

Si despejas de la ecuación anterior el valor de la altura, tendrás:

Altitud para el primer valor de presión.

Altitud para el segundo valor de presión.

Altitud para el tercer valor de presión.

Presión que ejerce sobre el suelo una caja con una mujer sentada encima (8085)

F_y_Q — 2023-10-29T05:48:37Z

En el suelo hay una caja y sobre ella está sentada Juana. La masa de la caja es de 1 500 g y la masa de Juana es de 54 kg. Si las dimensiones de la caja son 50 cm de largo y 30 cm de ancho, determina la presión que ejerce la caja sobre el suelo.

La presión es el cociente entre la fuerza que ejercen la caja y Juana sobre el suelo, dividido por la superficie de la caja. La fuerza es igual al peso que corresponde a la masa conjunta de Juana y la caja:

La superficie de la caja, expresada en metros cuadrados, es:

Ya puedes calcular la presión:

Presiones absoluta y manométrica (8073)

F_y_Q — 2023-10-14T06:58:08Z

a) Convierte 0.70 bar absolutos a milibares de vacío.

b) Determina la presión manométrica, en kPa, que corresponde a una presión absoluta de 1.30 bar.

Considera en ambos casos que la presión atmosférica es 930 mbar.

Si sumas la presión atmosférica y la presión manométrica medida obtienes la presión absoluta. A partir de esta equivalencia, basta con despejar lo que desees calcular.

a) En este caso, despejas la presión manométrica:

Solo tienes que calcular el valor buscado:

b) De manera análoga al apartado anterior obtienes la presión manométrica:

Para convertir el resultado a la unidad pedida debes saber que la equivalencia es :

Presión absoluta y presión manométrica (8072)

F_y_Q — 2023-10-13T07:03:24Z

a) Calcula la presión manométrica, expresada en bar, que corresponde a una presión absoluta de 2.30 bar.

b) Determina la presión absoluta, en bar, equivalente a una lectura de 500 mbar de vacío.

Considera que la presión atmosférica es 930 mbar en ambos casos.

La presión absoluta de un sistema es la suma de la presión atmosférica y la presión manométrica medida. A partir de esta equivalencia, basta con despejar lo que se quiere calcular para poder hacer los apartados.

a) En este caso, despejas la presión manométrica:

Sustituyes y calculas el valor buscado:

b) Basta con aplicar la definición de presión absoluta, pero teniendo en cuenta que la presión de vacío debes considerarla como negativa:

Presión de objetos sobre una mesa en distinta disposición (7854)

F_y_Q — 2023-02-09T05:38:26Z

Un bloque de hierro con forma de paralelepípedo tiene dimensiones de 8 cm x 4 cm x 3 cm. Si la densidad de hierro es :

a) Calcula la presión ejercida por el bloque sobre la mesa.

b) Calcula la presión sobre la mesa si se coloca otro bloque idéntico al lado del primer bloque.

c) Determina la presión sobre la mesa si colocamos el segundo bloque sobre el primero.

Lo primero que debes hacer el calcular el volumen del paralelepípedo:

A partir del dato de la densidad puedes calcular el peso del bloque:

El peso es:

a) La presión es el cociente entre el peso calculado y la superficie con la que apoya el bloque. Si tienes en cuenta que la superficie tiene que estar expresada en lo puede hacer en un único paso:

b) Si colocas otro bloque igual al lado del primero la masa será el doble pero también lo será la superficie, por lo que el cociente será el mismo y la presión también:

c) En este caso, el peso es el doble y la superficie de contacto es la misma, por lo que la presión será el doble:

Profundidad máxima en agua salada para soportar una presión total dada (7756)

F_y_Q — 2022-10-15T20:12:21Z

Una persona con un equipo especial de buceo tiene la capacidad de soportar una presión absoluta de 455 kPa. Si vas a bucear en agua salada, calcula la profundidad máxima, en metros y con tres cifras significativas, que soportarías.

Datos: ; 1 atm = 101.3 kPa.

Lo primero que debes calcular es cuál es la presión hidrostática máxima que puedes soportar con ese equipo especial de buceo. Será la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica:

Puedes escribir la presión hidrostática en función de la profundidad y la densidad del agua salada. Despejando el valor de la profundidad:

Como lo tienes todo expresado en unidades SI solo tienes que sustituir y calcular:

Cálculos de presión, fuerza y superficie (7621)

F_y_Q — 2022-06-07T07:11:17Z

Realiza los cálculos necesarios para obtener lo que se indica en cada apartado:

a) La presión que ejerce una fuerza de 1 200 N sobre una superficie de .

b) La fuerza necesaria para que se genere una presión de 850 Pa sobre una superficie de .

c) La superficie que está soportando una presión de 40 Pa si la fuerza aplicada es de 750 N.

Tienes que expresar las superficies en para que el problema sea homogéneo. Lo hago en cada apartado usando un factor de conversión cuando corresponda.

a) Solo tienes que aplicar la definición de la presión:

b) Primero despejas el valor de la fuerza y luego sustituyes y calculas:

c) Ahora debes despejar el valor de la superficie, sustituir y calcular:

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Presión sobre un objeto sumergido 500 yardas (7568)

F_y_Q — 2022-04-21T06:14:06Z

¿Cuál es el valor de la presión que soporta un objeto cuando se sumerge 500 yd en agua pura, sabiendo que su superficie tiene un área de ?

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Ampliación: presión que hace el agua de un tubo sobre el tapón al girarlo (7565)

F_y_Q — 2022-04-13T09:03:34Z

Si hago girar horizontalmente, desde uno de sus extremos, un tubo de media pulgada de diámetro y unas quince pulgadas de largo, lleno de agua y con el extremo opuesto tapado, a unas 1000 rpm. ¿Qué presión generará el agua sobre el tapón?

Para que el problema sea más simple, debes trabajar en un único sistema de unidades. Hacerlo en el Sistema Internacional puede ser lo más indicado.

Lo primero que debes hacer es calcular la masa de agua contenida en el tubo y para ello calculas el volumen del cilindro:

La masa de agua la calculas teniendo en cuenta su densidad:

Al girar el tubo se genera una aceleración normal:

La velocidad angular es:

La fuerza que aplica el agua sobre el tapón será:

La presión sobre el tapón será el cociente entre la fuerza calculada y la sección del tubo, que es el área del tapón:

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Presión en el interior de un cilindro que sujeta a una persona (7556)

F_y_Q — 2022-04-07T06:38:27Z

Un cilindro tiene un diámetro interno de 15 cm. En su parte baja tiene un pistón móvil y en su parte superior tiene conectada una bomba de vacío. Cuando se enciende la bomba el pistón sube y logra mantener en equilibrio a una persona de 80 kg, que está colgada de él. ¿Cuál es la presión que debe tener el cilindro en su interior, para que esto ocurra?

Para que la persona quede en equilibrio, la suma de las fuerzas debe ser cero, es decir, la fuerza que hace el vacío creado en el interior del vacío tiene que ser igual al peso de la persona:

La fuerza calculada está relacionada con la presión en el interior del cilindro por medio de la superficie:

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