Hidrostática sin misterios

Problema donde a partir de la densidad de un cuerpo (o del material que forma un cuerpo) y de las dimensiones se calcula la masa y el peso del cuerpo.

Se tiene dos cuerpos constituidos por hierro macizo (dens: 7870 kg/metro cubico), uno es un prisma recto de base rectangular de dimensiones 20cm x 15cm x 30cm y el otro es un cilindro cuya base tiene un radio de 20 cm y su altura es de 25 cm. Calcular el peso de cada cuerpo.

Problema de aplicación del principio general de la hidrostática y la consideración de la presión atmosférica.

En un tanque que contiene dos líquidos inmiscibles de densidades relativas 0,9 y 1 hay 3 metros (de profundidad) de uno y 3 metros del otro, en total 6 metros de profundidad. El tanque está abierto a la atmósfera. Calcular: la presión total en puntos a 1, 2, 3, 4, 5, 6 metros de profundidad respecto de la superficie superior. Calcular varias diferencias de presión.

Aplicación del principio general de la hidrostática para calcular presiones manométricas en tanques con dos líquidos inmiscibles. Explicación del concepto de presión manométrica.

Se disponen de dos tanque que contienen líquidos inmiscibles, uno de densidad relativa 0,8 otro de densidad relativa 1,3. En ambos tanques hay una profundidad de 2 metros del primer líquido (menos denso) y luego 3 metros de profundidad del mas denso. El primer tanque está abierto a la atmósfera y el segundo esta sellado y tiene en la parte superior aire a una presión (total) de 3 atm. Calcular: Calcular en ambos casos las presiones totales en los puntos de la superficie donde están en contacto los dos líquidos y en el fondo de los tanques.

Aplicación del principio general de la hidrostática para resolver problemas de vasos comunicantes.

Se tienen tres tubos verticales conectados por su parte inferior. Se llena parcialmente con un liquido de densidad 3 g/cm. cúbico, luego en el tubo del medio se vierte un liquido de densidad 1 g/cm cúbico y por último en el tubo de la derecha se vierte un líquido de densidad desconocida. Los tres líquidos son inmiscibles. en la rama de la derecha la altura del liquido respecto de la superficie de separación con el mas denso es de 20 cm. En el tubo central, la superficie de separación esta a 5 cm sobre el nivel de la sup. de separación en el tubo de la derecha y el nivel en el tubo de la izquierda (que tiene sólo el liquido más denso) es de 10 cm por sobre la sup. de separación en el tubo de la derecha. Calcular: la altura de la columna del liquido agregado al tubo del medio y la densidad del liquido agregado en el tubo de la derecha.

Utilización de tubos en U como manómetros y aplicación del principio general de la hidrostática para resolver el problema.

Tres tubos verticales están conectados por su base y están llenos de un líquido de densidad 8 kg/dm. cúbico, el tubo de la izquierda se conecta a un tanque que contiene un gas a presión. Por la presión del gas, el liquido sube 10 cm en los tubos centrales y derecho respecto del nivel alcanzado en el tubo de la izquierda. Luego, en el tubo de la derecha se vierte un liquido de densidad 2 kg/dm. cúbico y la columna de este liquido alcanza una altura de 30 cm respecto de la superficie de separación. Calcular:

La presión total del gas dentro del tanque y la altura de la sup de separación de los líquidos en el tubo de la derecha respecto del nivel de la sup del liquido en el tubo de la izquierda.

Análisis de la altura máxima a la cual se puede elevar un liquido mediante “aspiración”, es decir provocando “vacio” en el espacio que se encuentra por sobre el.

Hallar la altura máxima a la que puede elevarse agua de un pozo mediante la utilización de “una potente bomba” que aspira el aire y el líquido que hay en la tubería.

Explicación del Principio que rige la fuerza de flotación que se genera en un cuerpo que esta sumergido en un fluido (en particular en un líquido, pero vale también para los gases). Cálculo de esta fuerza mediante la fórmula del Principio de Arquímedes y mediante las fuerzas aplicadas en las caras superior e inferior de un cuerpo cilíndrico.

Se dispone de dos cuerpos de volumen 4200 cm. cúbicos cada uno. El material que forma el cuerpo tiene una densidad de 1,6 g/cm. cúbico. Se cuelga cada cuerpo de un dinamómetro y con el primero se lo deja hundirse en su totalidad en agua, el segundo cuerpo queda sostenido de manera que el 50% de su volumen esta debajo de la superficie del agua y el otro 50% esta sobre. Calcular:

La fuerza que hace cada dinamómetro (peso aparente).

Análisis de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo sumergido y de las condiciones de equilibrio que deben cumplirse siempre en este tipo de problemas.

Se dispone de un cuerpo de forma de prisma rectangular con base de 20 cm. x 30 cm. y altura 10 cm. La densidad del cuerpo es uniforme y vales 0,8 kg/dm. cúbico. Se lo pone a flotar en agua y se desea calcular cuál es la porción de la altura (de los 10 cm.) que emerge sobre la superficie del agua.

Análisis de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo sumergido y de las condiciones de equilibrio que deben cumplirse siempre en este tipo de problemas.

Se dispone de un cuerpo de forma de prisma rectangular con base de 20 cm. x 30 cm. y altura 10 cm. La densidad del cuerpo es uniforme y vales 0,8 kg/dm. cúbico. Se lo pone a flotar en agua y se desea agregar un peso en la cara superior para que el cuerpo principal se hunda de manera que su cara superior quede a ras del agua. ¿Qué peso debo agregarle a ese cuerpo?

Análisis de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo sumergido y de las condiciones de equilibrio que deben cumplirse siempre en este tipo de problemas. Aplicación para calcular la densidad relativa de los cuerpos.

Se disponen de 3 cuerpos de volumen desconocido, los tres flotan en un líquido de densidad relativa 1,2. El primer cuerpo flota completamente sumergido, el segundo deja por sobre la superficie un 25 % de su volumen y el tercero deja mitad sobre y mitad debajo de la superficie. Calcular la densidad relativa del material que forma cada cuerpo (considerando que es uniforme dentro de cada cuerpo).

Análisis de todas las fuerzas que actúan sobre cuerpos que flotan (no libremente) y están vinculados de alguna manera al fondeo del recipiente.

Se tienen tres cuerpos de igual volumen (4 dm. cúbicos), la densidad relativa de dos de ellos es 0,4 y la del tercero es 1,2. Los dos primeros están atados mediante dinamómetros al fondo del recipiente que tiene agua, el tercero esta apoyado en el fondo.

Si el primer cuerpo esta totalmente sumergido y el segundo flota de manera que deja por sobre la superficie el 25% de su volumen. Hallar las indicaciones de los dinamómetros.

En el caso del tercer cuerpo, calcular la fuerza que el fondo hace para mantenerlo en equilibrio.

Cómo aplicar el principio de Arquímedes cuando se tiene un cuerpo flotando o sumergido “entre dos aguas” en líquidos con diferentes densidades.

Se pone a flotar un cilindro de radio 10 cm y altura 50 cm en un tanque que contiene dos líquidos inmiscibles un o de densidad relativa 1 u otro de densidad relativa 4. La densidad relativa del material que forma el cuerpo (considerada uniforme) es de 2. El cuerpo queda en posición vertical de manera que la profundidad del liquido menos denso es de 20 cm. Calcular cuanto se hunde el cuerpo en el líquido más denso al alcanzar el equilibrio.

Cómo resolver un problema donde un cuerpo esta formado por dos materiales de distinta densidad y está flotando en un líquido.

Se tiene un cuerpo de forma cúbica de 1 metro de arista. El cuerpo esta formado en un 20 % por un material cuya densidad relativa es 4 y el resto del cuerpo (el 80%) esta formado por un material cuya densidad relativa es 0,5. Se lo pone a flotar en un líquido cuya densidad relativa es 2. Calcular:

Que porción de su altura queda sumergida y cuál es la densidad media del cuerpo.

¿Cómo algo más pesado que el agua puede flotar?. Los barcos suelen estar hechos de hierro, ¿puedo hacer algo que flote con un material más pesado que el agua?, por supuesto que si… Cuanto flotará un pontón (flotador) hecho de Hormigón Armado (cemento, arena, grava y hierro).

Se quiere construir un pontón con forma prismática de 4m x 2m de base y 1 m de altura. con paredes y piso de 0,1 m de espesor, sin tapa. Si la densidad media del Hormigón Armado es de 2300 kg/m cúbico. Calcular: ¿Cuánto se va a hundir el pontón por efecto de su propio peso y que peso adicional podrá soportar cuando emerja una altura de 20 cm.?