EjerciciosFyQ

Fuerza necesaria para sacar una estatua del fondo del mar (8230)

F_y_Q — 2024-06-14T03:38:21Z

Una estatua antigua de 70 kg se encuentra en el fondo del mar. Su volumen es de . ¿Qué mínima fuerza se necesita para elevarla?

Dato:

La fuerza necesaria para elevar la estatua será la diferencia entre el peso de la estatua y el empuje que ejerce el agua. El peso es mayor que el empuje y por eso está sumergida:

La única precaución que debes tener es que las unidades sean homogéneas. Puedes sustituir en la ecuación y usar un factor de conversión para la densidad:

Volumen de un bote que queda sumergido en el agua (7885)

F_y_Q — 2023-03-18T06:21:33Z

Se sabe que el peso aparente de un bote es 400 N, cuando sobre él viaja un hombre de 700 N que transporta una carga de 5000 N a través de un lago. ¿Qué volumen del bote se sumerge en el agua?

Datos: ;

El peso aparente se define como la diferencia entre el peso del bote y el empuje que el agua del lago hace sobre él. Es muy fácil calcular este empuje:

El empuje es igual al peso del agua que desaloja el bote. La masa de agua la puedes escribir en función de la densidad, que es el dato que conoces del agua:

Si despejas el volumen, sustituyes los datos y calculas:

Tensión en la cuerda que sujeta un cubo de aluminio cuando se sumerge en agua (7702)

F_y_Q — 2022-09-02T07:06:36Z

Un cubo de aluminio se suspende de una cuerda y después se sumerge por completo en un recipiente con agua. Los datos de masa y densidad del aluminio son y . Calcula la tensión de la cuerda antes y después de que se sumerge el cubo en el agua.

Antes de sumergir el objeto de aluminio la tensión de la cuerda será igual al peso del cuerpo:

Cuando sumerges el metal en agua se produce una fuerza de reacción por parte del fluido que es lo que se conoce como empuje y que es igual al peso del agua que desaloja el cuerpo metálico. El volumen del cubo lo obtienes a partir de la masa y la densidad del material:

El empuje del agua, expresada en función del volumen y de la densidad del agua, es:

Sustituyes y calculas el empuje:

La tensión de la cuerda será la diferencia entre el peso y el empuje:

[P(7596)] Principio de Arquímedes aplicado a un globo de helio

F_y_Q — 2022-05-16T08:37:26Z

El enunciado y la solución del problema que se resuelve en el vídeo puedes verlos AQUÍ.

Ampliación: globo de helio con cordel en equilibrio (7596)

F_y_Q — 2022-05-14T08:27:02Z

Un globo vacío de 0.25 kg, inflado con helio, tiene un radio esférico de 0.4 m y atado a su base un cordel de 0.05 kg y 2 m de longitud. Cuando se suelta, el cordel cuelga y el sistema está en equilibrio. ¿Qué longitud de cordel cuelga hasta el suelo?

Datos: ; .

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Ampliación: parte de un cilindro que se sumerge al añadir arena (7517)

F_y_Q — 2022-02-28T09:07:00Z

Tenemos un cubo de plástico cilíndrico de 12 L y 25 cm de base. Su masa es de 0.60 kg.

a) Si lo ponemos verticalmente en el mar (con la parte abierta hacia arriba), ¿qué parte del cubo estará sumergida? Considera que la densidad del agua del mar es .

b) Desde la posición del apartado anterior, ¿qué fuerza tendremos que hacer para sumergirlo completamente?

c) ¿Cuánta arena tendremos que poner si queremos sumergirlo de manera que queden 2 cm fuera del agua?

a) Para saber qué parte está sumergida solo tienes que calcular la densidad del cubo, que debe estar expresada en la misma unidad que la densidad del agua para poder comparar ambas densidades:

Si haces el cociente entre la densidad del cubo y la del agua puedes calcular el porcentaje del cubo que está sumergido:

La longitud del cubo que está sumergida la puedes calcular sabiendo antes la altura del cubo:

La altura del cubo que está sumergida es:

b) Necesitas ahora sumergir el resto del cubo. Como sabes la masa del cubo puedes calcular su peso:

Ahora comparas este valor con la altura del cubo que queda por sumergir:

c) Ahora quieres que solo 2 cm de la altura del cubo queden al aire con lo que puedes comparar la altura sin sumergir con la altura que se ha sumergido al inicio y lo que no quieres sumergir:

La masa de arena es:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Empuje sobre un objeto de hierro cuando se pone en agua y mercurio (7430)

F_y_Q — 2021-12-17T09:06:45Z

Un trozo de hierro, cuyo volumen es de , se coloca en un recipiente con agua y posteriormente en otro que contiene mercurio. Determina el peso del objeto, el empuje que recibe en ambos casos y di si flotará en alguno de los recipientes.

Datos: ; ;

Para calcular el peso del objeto debes conocer la masa, que la puedes obtener a partir de la densidad:

Debes tener en cuenta que para calcular el peso del objeto debes expresar la masa en kg:

El empuje sigue la misma expresión que el peso, pero considerando la densidad del fluido en el que está sumergido el sólido:

Empuje sumergido en agua.

Empuje sumergido en mercurio.

Flotará sobre el mercurio porque la densidad del hierro es menor que la del mercurio.

Empuje sobre un submarino que flota en el mar (6527)

F_y_Q — 2020-04-30T08:31:03Z

Un submarino tiene un volumen de y se encuentra flotando. Si la densidad de agua de mar es , ¿cómo es el empuje que experimenta?

El empuje que sufre el submarino es igual al peso del líquido que desaloja, que es el producto de la masa del líquido por la aceleración de la gravedad. Puedes escribir la masa del líquido en función del volumen del submarino y la densidad del líquido:

Solo tienes que hacer los cálculos:

Este valor del empuje se corresponde con un volumen del submarino sumergido igual al que dice el enunciado.

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Empuje que realiza un alcohol sobre un cuerpo que se sumerge (6486)

F_y_Q — 2020-04-22T07:35:54Z

Un cuerpo de de volumen se sumerge en alcohol, cuya densidad es . Calcula la fuerza de empuje hacia arriba que ejerce el líquido sobre el objeto.

El empuje es igual al peso del líquido que desaloja el cuerpo que es sumergido. Ese peso es el producto de la masa del líquido por la aceleración de la gravedad. Puedes escribir la masa del líquido en función del volumen del cuerpo y la densidad del líquido:

Solo debes tener cuidado con la unidad de la masa a la hora de hacer los cálculos:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Volumen mínimo de una boya para mantener en equilibrio un bloque de latón en agua (6243)

F_y_Q — 2020-02-07T05:12:51Z

Un cubo de latón de 6 in de arista y 39.4 kg de masa se desea mantener en equilibrio bajo el agua sujetándolo a una boya de espuma. Si la espuma de la boya tiene una densidad de , ¿cuál es el volumen mínimo requerido de la boya?

Considera que la densidad del agua es .

Para que el conjunto formado por la boya y el cubo de latón queden en equilibrio en el agua, el peso del conjunto tiene que ser igual al empuje que provoca el agua sobre él. Conocemos la masa del cubo y escribimos la masa de la boya en función de su densidad y su volumen:

Para poder sustituir debemos calcular el volumen del latón, pero expresado en :

Ahora solo tenemos que sustituir en la ecuación: