TALLER DE LÍNEA UNO- FÍSICA TEMA: PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

1. Un recipiente contiene una capa de agua (ρ2 = 1,003g/cm3), sobre la que flota una capa de aceite, de densidad específica ρ1 = 0,803 g/cm3 . Un objeto cilíndrico de densidad específica desconocida ρ3 cuya área en la base es A y cuya altura es h, se deja caer al recipiente, quedando a flote finalmente cortando la superficie de separación entre el aceite y el agua, sumergido en esta última hasta la profundidad de 2h/3. Determinar la densidad específica del objeto.

2. El objeto metálico homogéneo de la figura (1) , está suspendido mediante una cuerda de peso despreciable, de una balanza de resorte B1 (Dinamómetro), que muestra una lectura de 7.25 kg., mientras que la balanza B2 registra la masa de un líquido, L, (5Kg) y la del vaso que lo contiene, V, (1Kg). En la figura (2) el mismo objeto se encuentra sumergido en el líquido. La balanza B1 indica 6.25 Kg, mientras que la B2 señala 7 Kg. El volumen del objeto, O, es 0.001 m3. En la figura 3, el objeto, O, se deja reposando en el fondo del vaso, y la balanza B2 registra la masa del vaso, la masa del líquido y la masa del objeto.¿Cuál es la fuerza de empuje del líquido sobre el objeto?¿Cuál es la densidad del líquido?

3. Un cuerpo cuya densidad es 2 500 kg/ m3 pesa en el aire 98 N y sumergido en un líquido 66,64 N. Hallar la densidad del líquido.

4. Una esfera de aluminio de 0,5 cm de radio se introduce en alcohol. Calcule la indicación que marcará el dinamómetro cuando está dentro del alcohol sabiendo que la densidad del aluminio es de 2 690 kg/m3 y la del alcohol es de 790 kg/m3.

5. Una pieza pesa 500 N en el aire y 450 N cuando se sumerge en agua. Hallar el volumen de la pieza y la densidad del material del qué está hecha.

6. Un cuerpo de masa 90 g y volumen 120 cm3 flota en el agua (d= 1 g/cm3). Calcula: a) Peso del cuerpo. b) Volumen sumergido. c) Empuje. d) % del volumen sumergido.

7. Un cubo de aluminio de 3 cm de arista y densidad 2,7 g/cm3 se sumerge en agua de densidad 1 g/cm3. a) ¿Qué masa tiene el cubo? b) ¿Qué volumen desaloja? c)¿Qué masa de agua desaloja? d) ¿Cuánto pesa el agua desalojada?

8. Un objeto pesa en el aire 14 N y 7,5 N cuando está sumergido completamente en un líquido. Sabiendo que la densidad del líquido es de 1 050 kg/m3, calcule el volumen del cuerpo y la densidad del cuerpo.

9. Un objeto pesa 600 N en el aire y 475 N cuando se sumerge en alcohol. Calcule:

(3)

OL

B1

B2

V

(2)

B2

OL

V

B

L

(1)

O

B1

B2

V

a) El empuje.b) El volumen del cuerpo.Densidad del alcohol: 790 kg/m3

10. Un objeto de 500 cm3 de volumen, pesa en el aire 12,25 N y 8,38 N al sumergirlo en un líquido. Hallar la densidad del objeto y la del líquido en el que se sumerge.

11. Calcula el empuje, la densidad y el volumen de un cuerpo sabiendo que su peso en el aire es de 7 N y sumergido en el agua es 5,5 N.

12. Si un cuerpo flota en un líquido, deducir la relación que existe entre el volumen total del cuerpo y el volumen de la parte sumergida.

13. Un cuerpo de masa 240 g y volumen 120 cm3 se deposita en el agua (d= 1 g/cm3). Calcula: a) La densidad del cuerpo. b) El volumen sumergido. c) El empuje. d) El peso aparente.

14. Un bote de hojalata tiene un volumen total de 1200 cm3 y una masa de 130 g. El mismo está flotando en el agua y se le comienza a colocar en el interior perdigones de plomo. ¿Cuánto plomo podría contener sin hundirse en el agua? La densidad del plomo es 11,4

g/cm3.15. Una pieza de 50 g y un volumen de 25 mL, pesa sumergida en un líquido 0,2 N, calcular la

densidad específica del líquido.16. Un objeto en forma de cubo de arista L = 0,608 m y de peso W = 4450 N determinado

en el vacío está suspendido de un alambre en un tanque

abierto que contiene un líquido de densidad = 944 Kg/m3, como se muestra en la figura.a) Halle la fuerza total hacia abajo ejercida por el líquido y por la atmósfera sobre la parte superior del objeto.b) Halle la fuerza total hacia arriba en el fondo del objeto.c) Halle la tensión en el alambre.d) Calcule la fuerza de flotación sobre el objeto usando el principio de Arquímedes. ¿Qué razón existe entre todas estas cantidades?

17. Calcular el volumen que se encuentra sumergido un barco de 10000 toneladas si la densidad específica del agua del mar es 1,030 g/cm3

18. Un globo, de volumen 300 m3, contiene hidrógeno de densidad 0,09 g/dm3 y asciende en una masa de aire de densidad 1,29 kg/m3. La masa de todos sus componentes menos el gas es de 80 kg. Calcular: a) Peso total del globo (gas+materiales). b) La fuerza neta de ascensión (empuje – peso).