Otras carreras problema hidrostatica

[tinchocapi1900]

hola,necesito ayuda porque no se por donde empezar con este problema,

¿Que área deberá tener un bloque de hielo de 0.5m de espesor para soportar a un hombre de 100 kg de masa?la densidad relativa del hielo es 0.917 y está flotando en agua dulce

gracias

[[Beto]]

Re: problema hidrostatica

Toma en cuenta que el empuje tiene que ser mayor o igual al peso del bloque del hielo junto con el de la persona, para que este no se unda.

[alefriz]

Re: problema hidrostatica

hola,necesito ayuda porque no se por donde empezar con este problema,

¿Que área deberá tener un bloque de hielo de 0.5m de espesor para soportar a un hombre de 100 kg de masa?la densidad relativa del hielo es 0.917 y está flotando en agua dulce

gracias

Hola

Sólo tienes que plantear el balance de fuerzas e imponer que el empuje que ejerce el agua sobre el hielo con la persona es igual al peso de hielo + persona (si fuese mayor, tanto el hielo como la persona saldrían volando).

Al igualar ambas fuerzas, el conjunto de hielo+persona flotarán en equilibrio en una determinada posición (hielo más o menos sumergido), que es la que habría que calcular.

Empuje:
$E = \rho_a \cdot g \cdot A \cdot z$
Pesos:
$P = m g + \rho_h \cdot g \cdot A \cdot e$

Siendo:
A = area del hielo
e = espesor de hielo
z = altura sumergida de hielo

Igualando ambas, se llega a la expresión siguiente:

$$A = \frac{m}{\rho_a z-\rho_h e}$$

Si se representa esta curva con el area (A) en ordenadas y la altura sumergida (z) en abscisas, se ve que hay una asíntota vertical con valor:
$z=e\frac{\rho_h}{\rho_a}$, valor límite mínimo al que se hundirá la superficie, pues por debajo de este valor el área sería negativa, sin sentido físico al problema. Es decir, $z > 0,4585 m$

Para una altura sumergida igual al espesor del hielo (es decir, el agua llegando justo a los pies de la persona), el area sería de aproximadamente 2,41 m2

[tinchocapi1900]

Re: problema hidrostatica

yo planteo que el empuje es igual al peso del bloque de hielo mas el peso de la persona y a la vez que el empuje es igual al peso del volumen de fluido desplazado

E=Wh+Wp
E=Wf

luego yo se que el peso de la persona es 980N y que wh=d(hielo).g.Vh
y que Wf=d(agua).g.Vf
También se que el volumen del hielo tiene que ser igual al volumen de fluido desplazado Vh=Vf

por lo tanto

E=Wh+Wp

d(agua).g.Vf = d(ghielo).g.Vh + 980N

voy bien? se me complica con el tema de sacar el area