UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAFACULTAD DE INGENIERIACURSO: FÍSICA II

EJERCICIOS DE HIDROSTÁTICA

1. En los cilindros comunicantes verticales de la figura, se desea instalar los émbolos que se muestran, y cuyas masas son m = 100g y M = 800g. Se desea averiguar las posiciones de dichos émbolos cuando el sistema llegue al equilibrio. Considerar que los émbolos cierran herméticamente los cilindros y que no existe rozamiento.

2. Un recipiente en forma de paralelepípedo cuyas dimensiones se indican en la figura, ha sido llenado con agua. Se desea averiguar la fuerza hidrostática sobre cada una de las caras del recipiente.

3. En la figura se muestra dos cilindros verticales comunicantes, cuyos émbolos tiene masas M1 = 2kg y M2 = 3kg. Cuando la pesa de masa m = 1kg se coloca en el émbolo 1, éste resulta estar h = 12cm más abajo en el émbolo 2 en la posición de equilibrio. Si la pesa se pone en 2, éste se ubica h = 12cm debajo de 1. ¿Cómo estarán ubicados los émbolos cuando se retire la pesa del sistema?

4. Un cuerpo que pesa P = 300N reduce su peso aparentemente a P1 = 220N al sumergírsele completamente en agua, y a P2 = 180N al sumergirse completamente en las mismas condiciones en otro líquido L. ¿Cuál es la densidad de este líquido?

5. Un submarino emerge 1/9 de su volumen cuando flota parcialmente en la superficie del mar. Para hacerlo sumergir por completo en preciso dejar ingresar en su interior un volumen de 50 000 litros de agua de mar cuya densidad es de 1.026g/cm3, ¿Cuál es el peso del submarino?

6. Un cilindro recto, macizo y homogéneo de altura H=80cm tiene una densidad dc = 0.9g/cm3. El cilindro se deposita en un líquido cuya densidad es dL = 1.2g/cm3.

Determinar la parte x que sobresale de él cuando se encuentre flotando y en equilibrio.

7. Una pelota de vóley de 2x104 cm3 de volumen y

400g de masa se ha sumergido completamente en agua con ayuda de una fuerza vertical F. se desea averiguar el mínimo valor de fuerza F necesaria que lo mantendrá completamente sumergida.

8. ¿Qué trabajo mínimo debe realizar F para sumergir completamente a un cilindro de altura H=5m, si el desplazamiento se produce a partir de la posición de equilibrio mostrada en la figura con F = 0? A (área de la base)=0.01m2, dcilindro = 600kg/m3.

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAFACULTAD DE INGENIERIACURSO: FÍSICA II

9. Se tiene tres bloques A, B y C. Los pesos de los dos primeros son de 30N y 50N respectivamente. El bloque C tiene un volumen de 2x103 m3, y se encuentra totalmente sumergido en un líquido de densidad dL = 500kg/m3. Si en la posición mostrada el sistema está en equilibrio de modo que α1 = cos-1 (1/15) ¿Cuál será la medida de α1 cuando el bloque C sea retirado del líquido?

10. Una esfera de volumen V=0.08m3 se encuentra aprisionada en la esquina de un recipiente que contiene agua. Si el peso de la esfera es P=200N, se pide determinar la fuerza de reacción de las paredes del recipiente A y en B. Despreciar toda forma de rozamiento.

11. Un oso polar que pesa 550 kg flota sobre un trozo de hielo, conforme el hielo se derrite. ¿cuál será el volumen mínimo de hielo a fin de que el oso polar no se moje las garras? (densidad del agua salada: 1,03 g/cm3; densidad del hielo: 0,92 g/cm3)

12. Una esfera hueca de aluminio de radio exterior R, flota a la mitad sumergida en agua. El radio interior r de la esfera es: (densidad del aluminio ρAl; densidad del agua ρa)

13. Un tubo en U contiene mercurio, y en una de sus ramas se ha vertido una columna de agua de altura h1 = 44 cm, y en la otra un líquido de densidad ρ2 = 6 g/cm3 y altura h2 = 30 cm. Determinar la distancia vertical h entre los niveles de mercurio en ambas ramas (ρHg = 13,6 g/cm3)

h2

h1

h

H2O

Hg