Problemas de estática de fluidos
Problema 1
Consideremos el movimiento de un objeto de volumen V y masa m que cae a través de un fluido con viscosidad cero (sin rozamiento).
- Dibuja las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.
- Calcula su aceleración a de caída.
Solución
Problema 2
Disponemos de una plancha de corcho de 10 cm de espesor. Calcular la superficie mínima S que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un naufrago de 70 kg. La densidad del corcho es de 0.24 g/cm2.
Nota: entendemos por superficie mínima la que permite mantener al hombre completamente fuera del agua aunque la tabla esté totalmente inmersa en ella.
Solución
Problema 3
Un cable anclado en el fondo de un lago sostiene una esfera hueca de plástico bajo su superficie. El volumen de la esfera es de 0.3 m3 y la tensión del cable 900 N.
- ¿Qué masa tiene la esfera?
- El cable se rompe y la esfera sube a la superficie.
- Cuando está en equilibrio, ¿qué fracción del volumen de la esfera estará sumergida?.
Densidad del agua de mar 1.03 g/cm3
Solución
Problema 4
La prensa hidráulica de la figura está formada por dos depósitos cilíndricos, de diámetros 10 y 40 cm respectivamente, conectados por la parte inferior mediante un tubo, tal como se indica en la figura. Contienen dos líquidos inmiscibles: agua, de densidad 1 g/cm3 y aceite 0.68 g/cm3.
- Determinar el valor de la masa m para que el sistema esté en equilibrio.
Tomar g=9.8 m/s2. Presión atmosférica, pa= 101293 Pa
Solución
Problema 5
El depósito de la figura contiene agua. Si abrimos la llave de paso,
- ¿qué altura tendrá el agua en cada lado del depósito cuando se alcance el equilibrio?
- ¿qué cantidad de agua pasará de un recipiente al otro hasta que se alcance el equilibrio?
Tomar g=10 m/s2. Presión atmosférica, pa= 105 Pa
Solución