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ejercios, Apuntes de Física

Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH)Física

Asignatura: Física, Profesor: , Carrera: Farmacia, Universidad: UCH-CEU

Tipo: Apuntes

2013/2014

Subido el 15/07/2014

nadia19121992
nadia19121992 🇪🇸

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Física. Grado de Farmacia. Curso 2013-2014. Ejercicios para las clases de tutorías
TEMA 2
1) Si una esfera de radio 10 cm se encuentra sumergida en agua a una profundidad de 10 metros, ¿cuál
es la fuerza que ejerce el agua sobre la esfera? Calcula la profundidad de un lago de mercurio si la
presión en el fondo es de 10 atm.
2) ¿Cuál es el volumen sumergido de una pelota de playa (llena de aire) si se encuentra flotando en el
agua del mar?
3) El elefante africano puede llegar a tener una masa de 7.5 toneladas y medir 7 m de longitud. Si
tenemos una prensa hidráulica con diámetros de 1 m y 7 m (A1 y A2), ¿cuántas personas de 80 kg
serían necesarias para poder levantar al elefante?
4) Una plancha de poliestireno de 20 cm de altura y una superficie de 40 dm2 está flotando en el agua.
¿Qué fracción de su volumen sobresale del agua? Si sobre esta plancha se sube un niño de 35 kg,
¿cuál será ahora la fracción de volumen que sobresale? (ρpoliest=300 kg/m3)
5) Un bloque de madera flota en agua con el 75 % de su volumen sumergido. Si sobre él se coloca
otro bloque del mismo volumen y de un material desconocido, el nivel del agua llega justo hasta la
superficie de separación de los dos bloques. Determina las densidades de los materiales de ambos
bloques.
6) Un fluido de densidad 0,8 g/cm3 circula por una tubería horizontal cuyo diámetro se reduce de 10 a
6 cm. En la sección más ancha su velocidad es de 10 cm/s. Calcula la velocidad en la sección más
estrecha y la diferencia de presiones entre dos puntos situados en esas secciones.
7) Un pirata deja caer una bolsa con 30 monedas en un lago. Si cada moneda pesa 100 g y la bolsa
ocupa un volumen de 155 cm3, calcula la aceleración con la que desciende la bolsa de monedas. ¿De
qué material están hechas las monedas?
8) Por el sistema mostrado en la figura circula un líquido de densidad 0.8 g/cm3. Calcula la velocidad
en cada punto y el caudal.
9) Un cuerpo se abandona en agua, y el cuerpo desciende con una aceleración de 5.54 m/s2.
Suponiendo nulo el rozamiento viscoso, calcular la densidad del cuerpo. Si otro objeto asciende con
una aceleración de 3.5 m/s2, ¿cuál será su densidad?
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TEMA 2

  1. Si una esfera de radio 10 cm se encuentra sumergida en agua a una profundidad de 10 metros, ¿cuál es la fuerza que ejerce el agua sobre la esfera? Calcula la profundidad de un lago de mercurio si la presión en el fondo es de 10 atm.
  2. ¿Cuál es el volumen sumergido de una pelota de playa (llena de aire) si se encuentra flotando en el agua del mar?
  3. El elefante africano puede llegar a tener una masa de 7.5 toneladas y medir 7 m de longitud. Si tenemos una prensa hidráulica con diámetros de 1 m y 7 m (A1 y A2), ¿cuántas personas de 80 kg serían necesarias para poder levantar al elefante?
  4. Una plancha de poliestireno de 20 cm de altura y una superficie de 40 dm^2 está flotando en el agua. ¿Qué fracción de su volumen sobresale del agua? Si sobre esta plancha se sube un niño de 35 kg, ¿cuál será ahora la fracción de volumen que sobresale? (ρpoliest=300 kg/m 3 )
  5. Un bloque de madera flota en agua con el 75 % de su volumen sumergido. Si sobre él se coloca otro bloque del mismo volumen y de un material desconocido, el nivel del agua llega justo hasta la superficie de separación de los dos bloques. Determina las densidades de los materiales de ambos bloques.
  6. Un fluido de densidad 0,8 g/cm^3 circula por una tubería horizontal cuyo diámetro se reduce de 10 a 6 cm. En la sección más ancha su velocidad es de 10 cm/s. Calcula la velocidad en la sección más estrecha y la diferencia de presiones entre dos puntos situados en esas secciones.
  7. Un pirata deja caer una bolsa con 30 monedas en un lago. Si cada moneda pesa 100 g y la bolsa ocupa un volumen de 155 cm^3 , calcula la aceleración con la que desciende la bolsa de monedas. ¿De qué material están hechas las monedas?
  8. Por el sistema mostrado en la figura circula un líquido de densidad 0.8 g/cm^3. Calcula la velocidad en cada punto y el caudal.
  9. Un cuerpo se abandona en agua, y el cuerpo desciende con una aceleración de 5.54 m/s^2. Suponiendo nulo el rozamiento viscoso, calcular la densidad del cuerpo. Si otro objeto asciende con una aceleración de 3.5 m/s^2 , ¿cuál será su densidad?
  1. Si se realiza un vertido de gasolina sobre el mar, creando una mancha circular de 1 km de radio y una altura de 1 cm, ¿cuál será el valor de la altura que está sumergida en el agua?
  2. Al pesar un objeto con un dinamómetro se obtiene un valor de 20 N. Sin embargo, una vez introducido en agua, su peso disminuye la cuarta parte del peso real. Calcula:
  • El peso aparente de dicho cuerpo
  • El empuje que experimenta cuando está sumergido en agua
  • El volumen del cuerpo
  • La densidad de dicho cuerpo
  1. Desde un depósito de gran extensión fluye agua en régimen de Bernouilli como se indica en la figura. El depósito está abierto a la atmósfera y la presión es de 0,97 atm. La altura del punto 1 es de 12 m con respecto a los puntos 3 y 4. La sección transversal de la tubería en los puntos 2 y 3 es 300 cm^2 y el 4 de 100cm^2. Calcular: a) El caudal de agua que fluye por el punto 4. b) La presión en 3. c) La altura del punto 2 para que la presión en él sea de 1,2 atm.
  2. Un cuerpo flota entre dos líquidos inmiscibles (ver figura) de forma que 2/5 de su volumen se encuentra en el líquido inferior. Si las densidades de ambos líquidos son 1.2 y 1.7 g/cm^3 , calcular la densidad del cuerpo.
  3. Una tubería de 300 mm de diámetro que transporta agua a una velocidad promedio de 4.5 m/s se divide en dos tuberías de 150 mm y 200 mm de diámetro respectivamente. Si la velocidad en la tubería de 150 mm es 5/8 de la velocidad en la tubería principal, determinar la velocidad en la tubería de 200 mm y el gasto cúbico total en cada una de las conducciones.
  1. Los modelos reológicos de una serie de fluidos son (unidades SI): 2

Justifica a qué tipo de fluido corresponde cada uno, y representa cualitativamente su reograma. Calcula el esfuerzo umbral en cada caso. 8 ) En la tabla adjunta se proporcionan las medidas de viscosidad de tres fluidos (A,B,C) en función de la velocidad de cizalla. Indica qué nombre reciben estos fluidos en función de su diferente comportamiento. Calcula el esfuerzo de cizalla y realiza su representación gráfica en función de la velocidad de cizalla. γ (s-^1 ) η (Pa s) Α Β C 1 20 20 20 10 40 20 6, 100 80 20 2, 300 110 20 1, 9 ) Se dispone de dos tubos de vidrio de igual longitud y radio. Se colocan ambos tubos tal como se muestra en la figura sobre un recipiente que contiene un líquido de viscosidad η. Se succiona el líquido que asciende hacia arriba y cuando llega a una longitud x, se tapa el extremo superior con un dedo, mientras el otro extremo permanece en el depósito. Se retira el dedo que obstruye la entrada de aire por el extremo superior, ¿en qué razón estarán los tiempos de vaciado de ambos tubos? Dar el

valor numérico para θ = 30o.

TEMA 4

  1. Para estudiar la variación de la tensión superficial del plasma sanguíneo con la temperatura, se utiliza un capilar de radio “r” apreciándose que a 20 ºC el fluido asciende una altura de 5,4 cm, mientras que a 37 ºC el ascenso es de 4,8 cm. Se conoce que la tensión superficial del fluido a 20 ºC es de 0,054 N/m, y que la densidad a 20 ºC y 37 ºC es de 1,025 y 1,005 respectivamente. Calcular: a) la tensión superficial del plasma sanguíneo a 37 ºC (suponer que el ángulo de contacto no cambia), b) el ascenso capilar en los dos casos considerando un capilar con el doble de radio que el anterior.
  2. Calcula los valores en el caso de una burbuja de agua y una pompa de jabón cuando la presión en el exterior es la presión atmosférica para tamaños (valores de radio) de 1 cm y 10 cm.
  3. Tal y como se muestran en la figura, tenemos dos capilares de distinto radio sumergidos en un líquido, de forma que la diferencia entre las alturas alcanzada por el líquido es de 2.32 cm. Si el primer capilar tiene un radio de 0.5 mm y el segundo capilar tiene el doble de radio que el primero, calcula el ángulo de contacto, sabiendo que la densidad del líquido es 1 y su tensión superficial 120 mN/m. ¿Cuál sería la diferencia entre las alturas si el ángulo de contacto fuese 0º y 90º? TEMA 5
  4. ¿Qué cantidad de calor necesitamos suministrar a 1 g de mercurio para aumentar su temperatura de
  • 20 ºC a 100 ºC? Comenta qué ocurriría si en lugar de tener mercurio tuviéramos agua.
  1. Se pretende identificar el metal del que está formada una medalla, que tiene una masa de 25 g. A continuación se calienta hasta alcanzar una temperatura de 85 °C y se introduce en un calorímetro que contiene 50 g de agua a 16,5 °C. Al cabo de un cierto tiempo, se alcanza una temperatura de equilibrio de 19,5 °C. ¿Cuál es el calor específico del metal? ¿De qué metal se trata?
  2. Determinar el equivalente en agua de un calorímetro si se introducen 149.13 g de agua a una temperatura de 24.7 ºC, y 201.27 g de agua a una temperatura de 80.2 ºC, alcanzándose al cabo de unos minutos una temperatura de equilibrio de 53.4 ºC.
  3. Calcular el calor específico de un trozo de metal (con una masa de 149.84 g), sabiendo que al introducir en un calorímetro 100.13 g de agua a una temperatura de 24.9 ºC junto con el trozo de metal a una temperatura de 99.8 ºC, se alcanza finalmente una temperatura de equilibrio de 31.5 ºC. ¿De qué metal se trata? (dato: equivalente en agua del calorímetro: 38.6 g).

TEMA 6

  1. Si partimos de un cierto estado de un gas ideal y aumentamos su volumen hasta el doble ¿cómo será mayor el trabajo, a través de una isoterma o a través de una adiabática?
  2. Se tienen 0,5 moles de un gas biatómico que ocupan un volumen de 2 L a 6 atm. Por medio de un proceso isóbaro se duplica el volumen. A continuación se comprime de forma isócora hasta reducir su presión a la mitad. Finalmente se vuelve al estado inicial a temperatura constante. Determina: a) Valor de P, V y T en todos los estados b) Calor y trabajo en cada proceso
  3. Un mol de O 2 describe el ciclo de la figura. Si el trabajo en la compresión adiabática es de - 1375,22 J, calcular: a) El valor de las variables termodinámicas en cada estado. b) El Q, W y ΔU del ciclo.
  4. Se tienen 0,5 moles de un gas biatómico que ocupan un volumen de 2 L a 6 atm. Por medio de un proceso isóbaro se duplica el volumen. A continuación se reduce su presión a la mitad mediante un proceso isócoro. Finalmente se vuelve al estado inicial a temperatura constante. Determina: a) Valor de P, V y T en todos los estados. b) Calor cada proceso, y el calor y el trabajo del ciclo completo.