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Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

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  • Otras carreras Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

    Genteeeeeeeeee, a ver quién me ayuda con este problemita


    En la figura se observa una esfera unida, mediante una cuerda
    inextensible y de masa despreciable, a un cilindro sumergido flotando
    dentro de un recipiente lleno de líquido. La esfera tiene sumergida la
    mitad de su volumen. El líquido tiene una densidad =1.04 g/cm3. El
    volumen de la esfera es V1 = 0.5 m3 y su densidad es 120 kg/m3. El
    cilindro tiene una densidad de 3040 kg/m3. Calcular:
    a) El volumen V2 del cilindro.
    b) La tensión de la cuerda.





    Bueno, primero averigué el volumen de esfera que está suemrgida (0,25m cúbicos)
    Luego, la masa total de la esfera (120kg/m3 x 0,5m3), que me dió 60Kg (masa total de la esfera)

    Luego, en base a la densidad del cilindro, escribí la masa del cilindro como = densidad del cilindro x Volumen del cilindro x gravedad


    Y pensé (no sé si está bien):

    Empuje = Peso del cubo + 1/2 del peso de la esfera

    ACLARACIONES:

    como en teoría el empuje es: peso del líquido desalojado, pensé que si tengo medio cuerpo de la esfera adentro, la otra mitad es la que desalojó líquido. En si, si hay media esfera adentro, la mitad de su peso desalojó la mitad del volumen de agua.

    Peso del cilindro: lo mismo que lo anterior, si el cilindro está sumergido totalmente, desplazó todo el líquido que sea igual a su volumen.

    Y luego dije: pero el Empuje también se peude escribir como: densidad del líquido x gravedad x volumen del líquido desalojado


    ACLARACIONES:

    volumen del líquido desalojado = Volumen del cilindro + 1/2 del volumen de la esfera



    Entonces así, iguale



    (Volumen del cilindro + 1/2 del volumen de la esfera) x Gravedad x Densidad del líquido = Peso del cilindro + 1/2 del peso de la esfera



    Y de ahí, podría averiguar el volumen del cilindro....



    ¿Mal pensado?
    Archivos adjuntos
    Última edición por dan2220; 11/12/2011, 21:17:28. Motivo: Angel me dijo que escribí cualquier cosa :)

  • #2
    Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

    Escrito por dan2220 Ver mensaje
    (Volumen del cilindro + 1/2 del volumen de la esfera) x Gravedad x Densidad del líquido = Peso del cilindro + 1/2 del peso de la esfera
    Como el sistema está en equilibrio, la suma de fuerzas externas (peso y empuje) debe ser nula. Por tanto, la única corrección que hago a tu razonamiento es que debes incluir el peso de toda la esfera y no sólo la mitad:

    (Volumen del cilindro + 1/2 del volumen de la esfera) x Gravedad x Densidad del líquido = Peso del cilindro + Peso de la esfera
    A mi amigo, a quien todo debo.

    Comentario


    • #3
      Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

      No entiendo por qué habría que poner el peso de la esfera entera...¿?

      Comentario


      • #4
        Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

        Hola Dan. Hace dos años que no veo este tema, así que me gustaría resolver este ejercicio. Pero leyendo lo que has escrito me surge una duda cuando dices:

        Luego, en base a la densidad del cilindro, escribí la masa del cilindro como = densidad del cilindro x Volumen del cubo x gravedad
        ¿Volumen del cubo? ¿De dónde te sacas ahora un cubo?
        ¡Saludos!
        [TEX=null]k_BN_A \cdot \dst \sum_{k=0}^{\infty} \dfrac{1}{k!} \cdot 50 \cdot 10_{\text{hex}} \cdot \dfrac{2\pi}{\omega} \cdot \sqrt{-1} \cdot \dfrac{\dd x} {\dd t } \cdot \boxed{^{16}_8\text{X}}[/TEX]

        Comentario


        • #5
          Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

          jajajajajaja, me confundí, CILINDRO!!!!!!!!!!!!!!!!!!! jajajajajajaja

          ves? sigo mal, mi cabeza está quemada de tanta física....!

          Comentario


          • #6
            Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

            Escrito por dan2220 Ver mensaje
            No entiendo por qué habría que poner el peso de la esfera entera...¿?
            ¿Qué sería lo que equilibra el peso de esa "otra" media esfera que no incluyes en tu cálculo? Para que me entiendas: en un barco el empuje que causa la parte sumergida del barco equilibra el peso de todo el barco, incluso del que está sobre el agua. ¿A que sí?
            A mi amigo, a quien todo debo.

            Comentario


            • #7
              Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

              Aaaah, sisi, es como si tuviese un cuerpo flotando, ahí el empuje es igual al peso, vale la comparación?

              Comentario


              • #8
                Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                Exacto.

                Saludos desde la parte oscura del planeta (en este momento)!
                A mi amigo, a quien todo debo.

                Comentario


                • #9
                  Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                  Y después, para averiguar la parte b)

                  A mi se me ocurrió hacer el diagrama de cuerpo libre del cilindro, con lo cuál concluí que:

                  Tensión = Empuje (del clindro) + Peso del cilindro

                  va queriendo?

                  Comentario


                  • #10
                    Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                    No, no. Haz la suma vectorial de las fuerzas sobre el cilindro: la tensión y el empuje están dirigidas hacia arriba, mientras que el peso lo está hacia abajo.
                    A mi amigo, a quien todo debo.

                    Comentario


                    • #11
                      Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                      Voy a resolver el ejercicio (apartado a), aunque con ciertas dudas. Si hay alguien que domine más el tema que me corrija. Dan, no mires la solución todavía, es trampa
                      Trabajaré con variables y dejaré el resultado numérico para aquellos que tengan una calculadora a mano. Conocemos , , y . Nos piden calcular .

                      Sobre el sistema actúan dos fuerzas: Una es el peso (la suma de los pesos que actúa en cada cuerpo por separado). La otra es el empuje, de sentido contrario al peso, y que actúa sobre el cilindro y media esfera. Tenemos pues que:



                      El empuje es:



                      Igualamos ambas expresiones:











                      ¿Es correcto?
                      ¡Saludos!

                      PD: Mientras yo estaba acabando con el a vosotros ya estabais acabando el ejercicio. ¡Qué celeridad si señor!
                      Última edición por angel relativamente; 11/12/2011, 21:42:38.
                      [TEX=null]k_BN_A \cdot \dst \sum_{k=0}^{\infty} \dfrac{1}{k!} \cdot 50 \cdot 10_{\text{hex}} \cdot \dfrac{2\pi}{\omega} \cdot \sqrt{-1} \cdot \dfrac{\dd x} {\dd t } \cdot \boxed{^{16}_8\text{X}}[/TEX]

                      Comentario


                      • #12
                        Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                        A ver:

                        está el peso, perfecto, hacia abajo.

                        El empuje, hacia arriba (que lo calculo como densidad del líquido x gravedad x volumen sumergido)

                        (volumen sumergido del cilindro = volumen del cilindro)

                        Pero también está la tensión de la cuerda, que a mi entender, tiene el mismo módulo que el empuje de la esfera.....?

                        Comentario


                        • #13
                          Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                          Angel! yo ya hice el incisio a)!!!!!!!!!!!!!! no es trampa!!!!!!

                          Comentario


                          • #14
                            Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                            Escrito por angel relativamente Ver mensaje
                            ¿Es correcto?
                            ¡Por supuesto!

                            Hay otro enfoque que me gusta más (pero que no es tan directo): aplicarle a cada cuerpo la condición de equilibrio. Quedarán dos incógnitas, el volumen del cilindro y la tensión, pero también dos ecuaciones, con lo que los dos apartados se resuelven a la vez.
                            A mi amigo, a quien todo debo.

                            Comentario


                            • #15
                              Re: Empuje (cómo estoy, voy de un tema a otro)

                              Escrito por dan2220 Ver mensaje
                              Pero también está la tensión de la cuerda, que a mi entender, tiene el mismo módulo que el empuje de la esfera.....?
                              Me temo que no es correcto: en la esfera el peso y la tensión están dirigidas hacia abajo, mientras que el empuje lo es hacia arriba.
                              A mi amigo, a quien todo debo.

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