Question

Ayuda con estos problemas de física, por favor, no entiendo. 25 puntos, problemas 8, 9 y 10.

Answer 1

Ejercicio 8.

En los fluidos, la presión se propaga en todas direcciones (Principio de Pascal), por lo tanto la presión que se ejerce sobre el émbolo de la jeringa ha de ser igual que la que tiene el líquido en la salida de la misma. La presión es el cociente entre la fuerza y la superficie:

$\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}\ \to\ F_2 = \frac{F_1\cdot S_2}{S_1} = \frac{10\ N\cdot 0,25^2\ mm^2}{4^2\ mm^2} = \bf 0,039\ N$

Ejercicio 9.

Calculamos el volumen de la pelota y, con la densidad de ésta, podremos determinar su masa:

$V = \frac{4}{3}\pi R^3 = \frac{4}{3}\cdot 3,14\cdot 4^3\ cm^3\cdot \frac{1\ m^3}{10^6\ cm^3} = 2,68\cdot 10^{-4}\ m^3$

$\rho = \frac{m}{V}\ \to\ m = \rho \cdot V = 800\frac{kg}{m^3}\cdot 2,68\cdot 10^{-4}\ m^3 = 0,214\ kg$

La pelota flotará cuando su peso sea igual al empuje del líquido sobre el que flota:

$E = p = m\cdot g = 0,214\ kg\cdot 9,8\frac{m}{s^2} = \bf 2,1\ N$

Ejercicio 10.

La profundidad a la que desciende el submarino son 36,58 m si hacemos la conversión entre pies y metros. Del mismo modo, la superficie de la escotilla es $6\ ft^2$ que equivalen a $0,58\ m^2$. Tomamos la densidad del agua de mar como $1\ 030\ kg/m^3$.

La presión que soportará la escotilla será la diferencia entre la presión total y la presión interior, que equivale a lo que llamamos la presión hidrostática (ya que la interior es igual a la atmosférica):

$P_h = \rho \cdot g\cdot h = 1\ 030\frac{kg}{m^3}\cdot 9,8\frac{m}{s^2}\cdot 36,58\ m = 3,69\cdot 10^5\ Pa$

La fuerza sobre la escotilla ha de ser:

$P = \frac{F}{S}\ \to\ F = P\cdot S = 3,69\cdot 10^5\ Pa\cdot 0,58\ m^2 = \bf 2,14\cdot 10^5\ N$

No obtengo el mismo resultado que indica tu hoja de ejercicios.