Secundaria AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

[Flavio valderrama cea]

hola [FONT=Verdana]amigos tengo una prueba, y tengo esta guía en la cual se basará mi examen, es física a nivel muy básico sobre termodinámica y fluidos... tengo mis respuestas hasta la 14 pero, no me sé bien la materia de fluidos ruego por su ayuda... bueno eso ojalá puedan ayudarme, de verdad lo necesito (manden sus alternativas para saber si voy en buen camino) [/FONT]

se que para ustedes quizás las respuestas sean fáciles, pero esta materia es nueva para mí y no la conozco muy bien, quiero saber si estoy haciendo bien mis ejercicios.

[oscarmuinhos]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

No sé si te servirá de mucho saber las respuestas si no entiendes el razonamiento...Sería bueno que, si no entiendes mucho, empezaras por a partir de cualquier libro de física elemental repasar conceptos elementales, como el concepto de presión, el principio de Pascal, el Teorema de Arquímedes o el teorema de Bernouilli.

A ver si logro que entiendas algo de lo más fundamental:
14.- Respuesta C. Principio de Pascal: la presión se transmite integramente y por igual en todas las direcciones. En esto se basa la prensa o el gato hidráulico.
15.- respuesta B. Para que el cartón se desprenda, la fuerza del aceite que empuja hacia abajo tiene que ser igual a la del agua que empuja hacia arriba. Y como las superficies sobre las que actúa el aceite y el agua son idénticas y F = P.S, también las presiones habrán de ser idénticas. O sea Paceite=Pagua. Y como la presión hidrostática viene dada por
P=densidad x aceleración de la gravedad x profundidade (d.g.h) se tendrá:
${\rho}_{agua }.g.{h}_{agua }={\rho}_{aceite }.g.{h}_{aceite}$
Substituyendo y resolviendo: $1\times 5 = 0,8\times {h}_{aceite}$ resulta que ${h}_{aceite }= 6,25$
16.- Respuesta E. Tienes que saber que la presión manométrica mide diferencias de presión con respecto a la presión atmosférica externa. Así pues la presión que ejerce el gas es la atmosférica más 30000. Como el tubo está abierto a la atmósfera, la presión atmosférica de esta cancela la presión atmosférica que se suma a los 30000 Pa para tener la presión real que ejerce el gas. Por lo tanto solo habrá que añadir agua hasta compensar los 30000 Pascales de presión manométrica.
A continuación unas sencillas reglas de tres: una columna de agua de 10 m de altura equivale hace unha presión de 100.000 Pascales, para tener 30000 Pascales se necesitan 3 m de altura.
17.- Respuesta la D. Para mantener la pelota completamente sumergida la fuerza vertical que apliques sobre la pelota más el peso de la pelota han de contrarrestar exactamente al empuje que el agua ejerce hacia arriba sobre la pelota y que (teorema de Arquímedes) es igual al peso del agua desalojada por la pelota. La pelota tiene un volumen de 0,050 m3 y, por lo tanto, cuando esté totalmente sumergida desalojará 0,050 m3 de agua. Esta agua desalojada pesará en kg de peso (Masa= Volumenxdensidad) 0,050 m3x1000 kg/m3 =50 kg. Habrá pues que añadir al peso del cuerpo una fuerza F que, junto al peso, contrarreste este empuje de 50 kg de peso que hace el agua hacia arriba.
Para calcular el peso, tenemos en cuenta que la pelota flota en el agua con el 25% de su volumen bajo el agua. El empuje que hace el agua hacia arriba cuando la pelota flota pesará 25% (cuarta parte) de lo que pesa el agua desalojada cuando la pelota esta totalmente sumergida, es decir 50/4=12,5 kg. y este será el peso del cuerpo, ya que la condición de flotación es que el peso hacia abajo este contrarrestado exactamente por el Empuje del agua hacia arriba.
En resumen cuando la pelota está completamente sumergida está sometida a 50 kg de peso hacia arriba y a 12,5 kg de peso hacia abajo. Necesitamos añadir, por tanto, una fuerza de 37,5 kg (50-12,5) que convertidos en N (1 kg de peso igual a 9,8 N o aproximadamente 10 N) son 375 N.
18.- Respuesta C. Para que la pelota flote, el peso de la pelota tendrá que ser contrarrestado por el empuje que el líquido del recipiente hace sobre la pelota. Como el peso de la pelota se supone despreciable, tendremos que el peso del líquido que hay dentro de la pelota es igual al empuje. Recordando de la respuesta anterior que el empuje es igual al peso del líquido desalojado, se tendrá: peso del líquido dentro de la pelota igual a peso de líquido desalojado y, si los pesos son iguales, también lo serán las masas. Es decir masa del líquido que hai dentro de la pelota igual a masa del líquido desalojado. Teniendo ahora en cuenta que la masa = volumen x densidad
(Volumenxdensidad)líquido dentro de la pelota= (Volumenxdensidad)Líquido desalojado.
Y puesto que el volume del líquido que hai dentro de la pelota es igual al volumen del líquido desalojado, la densidad del líquido dentro de la pelota = densidad del líquido desalojado.

Si puedo seguiré más tarde, mientras tanto a ver si algún otro u otra se anima.
No he puesto ecuaciones. Pero puedes escribirlas tu mismo a partir de todo este rollo.

[Flavio valderrama cea]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

Muchas gracias, de verdad necesitaba tu ayuda, en realidad necesitaba las alternativas, pero tú me diste mucho más, al explicar con el desarrollo... de verdad muchas gracias, si alguien más puede cooperar será bienvenido. Estoy agradecido y en deuda con la comunidad y trataré de remediarlo cuando pueda con mi granito de arena. saludos a todos

[oscarmuinhos]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

Veo que nadie se ha animado:
19.- Respuesta D. No explica el enunciado el funcionamiento de ese pulverizador, pero puesto que se trata de cuestiones elementales, vamos suponer lo más elemental....Aquí tienes que aplicar el teorema de Bernouilli (Mira en algún texto de física o de fluídos algo sobre el). Básicamente viene a decir que en un tubo de fluido la suma de los siguientes términos vale lo mismo en todos los puntos:
$p+\rho. g. h + \frac{1.}{2 }.\rho . {v}^{2 }$ donde, tomado un punto:
p es la presión en ese punto;
$\rho$ es la densidad del fluído;
h es la altura a la que está dicho punto respecto a la referencia que quieras tomar;
v es la velocidad del fluído en dicho punto.

Ahora imagínate el pulverizador como algo similar a un jeringuilla:

Aplicamos el teorema de Bernouilli a esos puntos 1 y 2 de la figura.
${p}_{1} + \rho.g.{h}_{1} + \frac{1}{2}\rho.{{v}_{1}}^{2} = {p}_{2 } + \rho.g.{h}_{2} + \frac{1}{ 2}\rho.{{v}_{2}}^{2 }$
En esta ecuación los términos $\rho.g.{h}_{1}$ y $\rho.g.{h}_{2}$ se cancelan mutuamente porque están al mismo nivel.
El término $\frac{1}{2}\rho.{{v}_{1}}^{2}$ puede despreciarse porque en este punto la velocidad del fluído va a ser despreciable frente a la velocidad en el punto 2.
Queda entonces la ecuación de la siguiente forma:
${p}_{1} = {p}_{2 } + \frac{1}{ 2}\rho.{{v}_{2}}^{2 }$,
que puedes poner como
${p}_{1} - {p}_{2 }= \frac{1}{ 2}\rho.{{v}_{2}}^{2 }$
y donde ${p}_{1} - {p}_{2 }$ es la presión manométrica que te piden.

Substituyes los datos que te dan en el enunciado (teniendo en cuenta que $0,8 g/{cm}^{3}= 800 kg/{m}^{3}$:

${p}_{1} - {p}_{2 } = \frac{1}{2 }\times800\times{25}^{2}=250.000$ Pascales

20.- Respuesta E.- Aquí aplicas el llamado principio de la continuidad que equivale a decir que la cantidad de fluido que entra en un tubo en un tiempo dado tiene que salir del tubo en el mismo tiempo. Piensa en un embudo, si entran 2 L en 1 segundo tienen que salir 2 L en 1 segundo.
Puesto en forma de ecuación, este principio equivale a decir que el producto de la sección por la velocidad es la misma en todos los puntos del tubo.
Volviendo a la imagen de la pregunta anterior, se escribiría:
${S}_{1 }.{v}_{1 }={S}_{2 }.{v}_{2 }$

Substituyes en esta ecuación los datos del enunciado:
$5 ({m}^{2 })\times 3 (m/s)= 2 ({m}^{2})\times v (m/s)$

Resuelves y obtienes la velocidad de 7,5 m/s. (Efectivamente al estrecharse al tubería, tiene el fluído que moverse más deprisa)

21.- Respuesta C.- Volvemos a la imagen del problema 19 y aplicas los dos teoremas que acabas de ver en los dos anteriores: principio de continuidad y teorema de Bernouilli. con el principio de continuidad calculas la velocidad en la parte estrecha de la tubería. Habrás obtenido que la velocidad en esta parte estrecha es de 0,2 m/s (y efectivamente, es fácil entender que si la sección se reduce a la mitad, la velocidad del líquido se habrá de duplicar).
Substituyes ahora todos los datos en la ecuación de Bernouilli donde, igual que el en problema 19, los términos $\rho.g.{h}_{1}$ y $\rho.g.{h}_{2}$ de nuevo se cancelan mutuamente porque se suponen que los puntos 1 y 2 están al mismo nivel de altura:
$1000 + \frac{1}{2 }\times1000\times{0,1}^{2 }={p}_{2 }+\frac{1}{ 2}\times 1000\times{0,2}^{2 }$

Operas y despejas y obtendrás que la presión en la parte estrecha ha disminuido hasta 985 Pa. (Esta disminución de la presión en los estrechamientos de una tubería es lo que se conoce como efecto Venturi)

22.- Respuesta A.- Si has entendido los dos tres anteriores, este no te será nada difícil ya. Se trata del efecto Venturi del caso anterior pero conseguido de otra manera. Piensa que las dos ramas del tubo están en contacto con un fluído que es el aire. Y movemos este aire de forma que en la rama izquierda del tubo la velocidad del aire sigue siendo cero pero en la rama derecha es V. Aplicas el teorema de Bernouilli que te quedará de la forma final que ya vimos antes para el cálculo de la presión manométrica:
${p}_{1} - {p}_{2 }= \frac{1}{2 }\rho {{v}_{2 }}^{2 }$
Substituyendo en esta ecuación te será fácil ver que si duplicas la velocidad, la presión manométrica se multiplica por 4 (la velocidad está elevada al cuadrado).

Sabiendo que la presión manométrica se ha miltiplicado por 4, vamos ahora a la altura del aceite en las dos ramas del tubo en U. Este lo que hace es medir la diferencia de presión entre una rama y otra del tubo: puesto que la presión es la misma en muntos de una y otra rama que estén al mismo nivel, se habrá de tener que la presión del aire (en reposo) en la rama izquierda del tubo, es igual a la presión que hace el aire en la rama derecha del tubo más la presión que hace la columna de aceite que excede sobre el nivel del aceite en la otra rama. Y como la presión de esta columna de aceite viene dada por: $\rho.g.h$, se tendrá que la diferencia de presiones entre la rama izquierda y derecha (la presión manométrica que sabemos que se ha cuadruplicado al duplicar la velocidad) será: ${p}_{1} - {p}_{2 }={\rho}_{aceite}.g.{h}_{aceite}$
Y lógicamente, si la presión manométrica ${p}_{1} - {p}_{2 }$ se ha cuadruplicado, también la altura del aceite se habrá de cuadruplicar.

A ver si algún otro se anima a continuar. De todas formas, lo que te queda, si has entendido las respuestas estas, no te será difícil obtenerlo tú mismo.
(No sé si me excedo en la explicación...pero como decías que lo de fluídos lo entendías muy poco...)

[Flavio valderrama cea]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

las explicaciones son fenomenales muchas gracias!! como repito sólo necesitaba las alternativas... oye ¿cómo sería la 13?

- - - Actualizado - - -

en la 13 me dió 8,2 m. lo solucioné con pgh=1.013 N/m^2 p= densidad 1,26 gr/m^3 si lo convierto a kg/m^3 es 1260. si despejo h= 8.2 m pero no sale en la alternativa :c (la solución la basé en como se construyen los barómetros)

[angel relativamente]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

Antes de nada,si le echas un ojo a los consejos para recibir ayuda de forma efectiva, verás que no está muy bien visto poner un listado de ejercicios tan amplio para que lo resolvamos. Como no cobramos, ver tanto por hacer nos echa para atrás. Como consejo, si quieres recibir más ayuda en adelante, haz preguntas más concretas y siempre poniendo lo que has intentado y dónde te atascas

oye ¿cómo sería la 13?

Creo que sabrías resolverlo si pudieses responder a la pregunta: ¿por qué sube la glicerina por el tubo? La respuesta es que la presión atmosférica empuja la glicerina y hace que ascienda por el tubo. Naturalmente dejará de ascender cuando la columna de glicerina ejerza una presión sobre la base igual a la atmosférica, es decir, cuando $P_{atm}=\rho g h$. Este mismo experimento es el que hizo Torricelli con mercurio. Si buscas la densidad del mercurio y la cambias por la de glicerina, verás que la altura da los famosos 760mm

Un saludo,

PD: Te has adelantado a lo que te decía. Tomando g=10m/s2 obtienes la solución deseada

[Flavio valderrama cea]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

tienes la respuesta de la 23,24,25?

- - - Actualizado - - -

muchas gracias, entonces la alternativa 13 sería B) 8.04 m.

- - - Actualizado - - -

Mañana tengo mi examen de física, Ojalá me vaya bien. Les contaré como me fue, gracias por ayudarme con mis dudas. me gustaría saber si lo hice bien. el que más me costó de entender fue el 16 jajajaj pero me calenté un poco la cabeza y entendí; estaba confundiendo la densidad del agua 1000 kg/m^3 con los pascales de la atm: 1.013x10 ^5 (N/m^2)



la 23 C. igualé la presión atmosférica que es 1.013x10^5 N/m^2 con la presión de la bomba que es 300 Kpa= 300000 pa. 300000 pa-1.013x10^5 N/m^2= Rho(letra de la densidad)x(gravedad)x(y2-y1) ;donde (y2-y1)= es la altura h 1pa=1N/m^2 despejo H= 29.999 metros opción c
24A. la verdad no estoy seguro la lógica me dice que la presión atmosférica es igual en todos los tubos, y por lo tanto para igualar la presión de salida con la de entrada todas se elevarán en la misma cantidad de metros desde su origen. (corriganme si estoy mal) además no me sé la fundamentación teórica de esto es sólo por lógica y puedo estar incorrecto.

25.E 6 cm lo que hice fue que la fuerza de presión (hacia abajo) ejercida por el aceite (rho_aceite)x(gravedad)x(altura)= 600 Kg/m^3 x 10 m/s^2 x 0.1m= 600 N/m^2 esta misma fuerza empuja hacia arriba al agua por el tubo izquierdo. es decir 600 N/m^2 = (rho_agua)x(gravedad)x(altura). siendo rho_agua= 1000 kg/m^3
despejo y me da H= 0.06 m es decir 6 cms.

PD: rho_aceite= 0,6 g/cm^3====> 600 Kg/m^3

Quiero agregar mi respuesta por si alguien más quiere hacer estos ejercicios: 1A 2E 3A 4B 5D
6C 7C 8D 9A 10E
11A 12D 13B

[oscarmuinhos]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

24.- Respuesta A. Efectivamente la presión atmosférica es la misma en todos los tubos. Y si el líquido estuviese en reposo, la altura sería en todos los tubos la misma. Pero el liquido está fluyendo a través de tubos de sección más pequeña. Recuerdas aquí lo que te explicaba del Efecto Venturi en un ejercicio anterior? Si el líquido está circulando, en los estrechamientos tiene que aumentar la velocidad del líquido y, en consecuencia, (aplicando teorema de Bernouilli) la presión tiene que disminuir, por eso la altura de la columna de líquido en las ramas verticales va disminuendo a medida que la sección del tubo se va haciendo más pequeña.

23.-Respuesta? Razonas bien, pero no haces bien los cálculos. Si, como haces tú, supones que los 300 kPa son presión absoluta, el razonamiento estaría bien, pero te daría 20 m y no 30 m. De todas formas, lo normal es que esos 300 kPa que te dice el enunciado sean presión manométrica (diferencia con la presión atmósférica) y haciendo lo mismo que haces tú, el resultado sería de 30 m. Como el enunciado no aclara si es presión manométrica o absoluta, un profesor (entiendo yo) debiera dar las dos respuestas por buenas

25.- Respuesta A. Lo tienes bien razonado.

Suerte

[Flavio valderrama cea]

Re: AYUDA URGENTE con guía de física a nivel básico

Vengo a dar las gracias a oscarmouinhos, me fue excelente en el examen de física y posiblemente tenga un 7, que es la nota máxima (acá en chile evaluan de 1 a 7) gracias .