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Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Ingeniería Departamento de Físico-Química/Cátedra Física II FÍSICA II Guía De Problemas Nº1: Conceptos Fundamentales Estática De Fluidos PROBLEMAS RESUELTOS Una estrella de neutrones tiene un radio de 10 Km y una masa de 2x1030 Kg ¿Cuánto pesaría un volumen de 1 cm3 de esa estrella, bajo la influencia de la atracción gravitacional en la superficie de la tierra? SOLUCIÓN Datos: radioestrella = 10 km ; mestrella = 2x1030 Kg Para calcular el peso de 1 cm3 de la estrella donde , debemos calcular primero la masa a través del concepto de densidad: donde es decir que por cada cm3 tiene una masa de 5.77x1011Kg Finalmente el peso de 1 cm3 de la estrella, bajo la influencia de la atracción gravitacional en la superficie terrestre será: Determinar la presión atmosférica normal en: a) barias (dinas/cm2), b) pascales (N/m2), c) torr. d) p.s.i. (libras/pulgadas2), e) bar f) Kgf/cm2. Como dato se considera que presión atmosférica normal es la que ejerce una columna de mercurio de 76 cm de altura a 0ºC y en un lugar donde la aceleración de la gravedad vale 980,6 cm/seg2. La densidad del mercurio es: 13,596 g/cm3. SOLUCIÓN Datos: Pat= 76 cmHg ; g = 980.665 cm/seg2 ; = 13,5951 g/cm3 Se define la presión como: o también y reemplazando valores: dina a) b) c) ya que 1 Torr = 1mmHg d) e) ; o también En el tubo en “U” de la figura, se ha llenado la rama de la derecha con mercurio y la de la izquierda con un líquido de densidad desconocida. Los niveles definitivos son los indicados en el esquema. Hallar la densidad del líquido desconocido si la densidad del mercurio es de 13,6 g/cm3 SOLUCIÓN Por definición ; y,. en el lugar donde está la separación entre los líquidos (puntos A y B), se cumple que o reemplazando según el problema: EJERCICIOS PROPUESTOS Un manómetro se encuentra montado en la cabina abierta de un avión que se encuentra en tierra y mide la presión de aceite, indica 6 kgf/cm2 cuando la presión barométrica es de 752 mmHg. Considerando que la aceleración de la gravedad es de g = 9,80665 m/seg2 y que no depende de la altura a que se eleve el avión, calcular: a) la presión absoluta del aceite en N/m2, en bar, en Kgf/m2, Kgf/cm2, b) la presión que marcará el manómetro, expresada en estas mismas unidades, cuando el avión se eleva a cierta altura en la cual la presión atmosférica es de 0,590 bar y la presión absoluta permanece invariable. ¿Cuál es la presión a 1m y a 10m de profundidad desde la superficie del mar?. Suponga que la densidad ρ = 1,03x103 Kg/m3 como densidad del agua de mar y que la presión atmosférica en la superficie del mar es de 1,01x105 Pa. Suponga además que a este nivel de precisión la densidad no varía con la profundidad En un tubo en “U” de sección uniforme hay cierta cantidad de mercurio. Se agrega, en una de las ramas, agua hasta que el mercurio asciende en la otra 2,3 cm. ¿Cuál es la longitud del agua en la otra rama? El pistón de un elevador hidráulico de automóviles tiene 30 cm de diámetro y se desea calcular: a) Qué presión en pascales se requiere para levantar un automóvil cuya masa es de 1500 Kg, y a cuántas atmósferas equivale, b) Qué fuerza expresada en Kgf deberá aplicarse en el cilindro menor de la prensa hidráulica si su diámetro es de 2 cm. Una campana de inmersión está proyectada para resistir la presión del agua a una profundidad de 609,6 m. Si el agua de mar tiene un peso específico de 1,025 gf/cm3, determinar: a) la presión que actúa a esa profundidad, b) la fuerza total que actúa sobre una ventana de vidrio de 15,24 cm de diámetro. ic. María Raquel Aeberhard PAGE 1