Question

Una barcaza está en una esclusa rectangular en un río de agua dulce. La esclusa mide 60.0 m de longitud y 20.0 m de ancho, y las puertas de acero en sus extremos están cerradas. Con la barcaza otando en la esclusa, una carga de 2.50 * 106 N de chatarra se coloca en la barcaza. El metal tiene una densidad de 9000 kgm3. a) Cuando la carga, que inicialmente estaba en tierra, se coloca en la barcaza,
¿qué distancia vertical sube el agua en la esclusa? b) Ahora la chatarra se tira de la barcaza al agua. ¿El nivel del agua en la esclusa sube, baja o permanece igual? Si sube o baja, ¿qué distancia vertical cambia?

Answer 1

Datos:

Esclusa:

b= 60 m

a = 20 m

F = 2,5 * 10⁶ N

ρmetal = 9000kg/m³

ρagua = 997 kg/m³

Empuje:

Empuje = Peso del liquido = Fuerza

Fuerza =ρ agua * V* g

Volumen:

V = Fuerza/ ρagua * g

V = 2,5*10⁶N / 997 kg/m³* 9,8 m/seg²

V = 255,87 m³

Área:

A = b*a

A = 60m*20m

A = 1200m²

a) Cuando la carga, que inicialmente estaba en tierra, se coloca en la barcaza,

¿qué distancia vertical sube el agua en la esclusa?

V = A* h

h = V/A

h = 9000kg/m³ / 1200m²

h = 7,5 m

b) Ahora la chatarra se tira de la barcaza al agua. ¿El nivel del agua en la esclusa sube, baja o permanece igual?

El nivel del agua en la esclusa permanece igual, ya que el peso del metal en el agua o en las barcaza es el mismo