practica11-2014

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Física General para Ciencias Naturales – Modalidad Convencional – 2014 
Práctica 11: Hidrostática 
 
Nota: Siempre que corresponda, justificar las aproximaciones realizadas y/o los principios de 
conservación aplicados. 
 
1) Determinar la presión que ejerce un esquiador de 70 kg de masa sobre la nieve, cuando 
calza unas botas cuyas dimensiones son de 30 cm x 10 cm. ¿Y si se coloca unos esquíes de 
190 cm x 12cm? Exprese los resultados en Pa y atm (1 atm = 1.01325105 Pa). 
 
2) Un elevador hidráulico cuyos émbolos grandes y 
pequeños tiene radios de 20 cm y 5 cm, 
respectivamente, se emplea para elevar un bulto que 
pesa 1600 N. a) ¿Qué fuerza F se ejerce sobre el émbolo 
pequeño para elevar el bulto?, b) ¿Qué distancia se debe 
desplazar el émbolo pequeño para elevar el bulto 3 cm?, 
c) Comparar el trabajo realizado con la variación de 
energía potencial del bulto. 
 
3) Un manómetro de mercurio de tubo abierto está 
conectado a un recipiente, como se ve en la figura. 
a) Si la altura ha de la rama izquierda es de 22 cm. 
¿Cuál es la altura hb de la rama derecha cuando la 
presión manométrica dentro del recipiente es 
0.16×105 N/m2? b) ¿Cuáles son las alturas si la 
presión manométrica es 0.32×105 N/m2? 
 
4) Las dimensiones de una piscina rectangular son de 25 m de largo, 12 m de ancho y 2 m de 
profundidad. Encontrar: a) La presión manométrica en el fondo de la piscina, b) La fuerza 
total en el fondo de la piscina debida al agua que contiene, c) Las fuerza total sobre una de 
las paredes de 12 m por 2 m. 
5) Un bloque de aluminio (Al = 2.7×103 kg/m3) de 1.0 N de peso, se suspende de un 
dinamómetro y se sumerge en agua (H2O = 1.0×103 kg/m3). a) ¿Cuál será la lectura del 
dinamómetro), b) Si el bloque se sumerge en alcohol (= 0.806×103 kg/m3) ¿Cuál será la 
lectura del dinamómetro?, c) ¿Cuál es el volumen del bloque? 
6) Un bote que flota en agua dulce, desaloja 35.6 kN de agua. a) ¿Qué peso de agua 
desalojaría este bote si estuviese flotando en agua salada ( = 1024 kg/m3), b) Cambia el 
volumen de agua desalojada? Si cambia, ¿en cuánto? 
7) Un corcho posee una densidad  = 200 kg/m3. a) Determinar qué fracción del volumen del 
corcho se sumerge cuando el corcho flota en agua, b) Determinar la aceleración que 
adquiere el corcho cuando se lo sumerge completamente y se deja en libertad. 
8) Los submarinos pueden sumergirse hasta unos 200 metros de profundidad. a) Calcular la 
presión que soportan las paredes de un submarino debido al peso del agua, b) Determinar la 
fuerza que actúa sobre la escotilla de 1.0 m2 de área. 
9) Hallar la altura a la que se elevará el etanol ( = 0.0227 N/m) en un capilar de radio r = 0.5 
mm, si está hecho: a) de vidrio y el ángulo de contacto es  = 0°, b) de parafina y el ángulo 
de contacto es  = 107°, c) Si un capilar de vidrio del mismo radio se sumerge en mercurio 
F
1600 N
ha
hb
P
(Hg = 0.4355 N/m) ¿Cuánto desciende el mercurio dentro del capilar con respecto al 
líquido que lo rodea, si  = 140°? 
10) Hallar la presión en el interior de una burbuja de 10-3 m de radio, si se forma en agua 
hirviendo ( = 0.0589 N/m) a 10 cm de profundidad, b) La diferencia de presiones entre el 
interior y el exterior de una burbuja de jabón de radio 0.05 m, es de 2.0 Pa. Hallar la 
tensión superficial de la película de jabón. 
 
PROBLEMAS OPCIONALES 
 
11) El tubo en forma de U, como se muestra en la 
figura, contiene tres líquidos inmiscibles: A, B y C. 
Si las densidades de A y C son A=500 kg/m3 y 
C=300 kg/m3, respectivamente. Calcular la 
densidad del líquido B. 
 
 
12) Un bloque cúbico de madera de 10 cm de arista flota entre dos capas de líquido 
inmiscibles, una de aceite ( = 0.6 g/cm3) y otra de agua. Si su cara inferior se encuentra 
2.0 cm por debajo de la superficie de separación. ¿Cuál es la masa del bloque?, b) ¿Cuál es 
la presión manométrica en la cara inferior del bloque? 
13) El porcentaje de la grasa corporal de una persona puede estimarse midiendo la densidad 
media. La densidad de la grasa es g = 0.9×103 kg/m3 y la densidad del tejido magro 
t=1.1×103 kg/m3. Cuando la persona está totalmente sumergida en agua, la lectura de la 
balanza es el 5% de su peso ¿Qué porcentaje del cuerpo de la persona es de grasa? Nota: El 
porcentaje de grasa de un hombre adulto debe estar entre el 18% y 25%. 
 
14) Un cascaron de plomo está lleno de aire y radio 
exterior de 0.1 m, se encuentra totalmente 
sumergida en un tanque de agua, como se muestra 
en la figura. ¿Cuál es el espesor (e) de la capa de 
plomo, si la esfera ni flota ni se hunde? La 
densidad del plomo es Pb = 11.3×103 kg/m3. 
 
 
15) Un cilindro de aluminio tiene una densidad de 2700 kg/m3 y ocupa un volumen de 2 dm3, 
tiene un peso aparente de 12N dentro de un líquido. Calcular la densidad de dicho líquido. 
 
16) Un insecto que permanece sobre el agua a 20°C ((H2O) = 0.071 N/m), produce una 
depresión esférica de radio r = 1×10-3 m. El ángulo de contacto es de 30°. a) ¿Cuál es la 
fuerza de tensión superficial que actúa hacia arriba en cada pata?, b) ¿Cuánto pesa el 
insecto? Recordar que el insecto tiene 6 patas. 
 
25cm 15cm
5cm
A
B
C
r
e