SOLUCION EXAMEN PRESIÓN 4ESO

1. Demuestra matemáticamente la Ley Fundamental de la hidrostática, para ello construye un croquis, indica qué es cada parte y magnitud implicada, y describe todas las aclaraciones necesarias, no se trata de una colección de igualdades matemáticas. [CROQUIS explicado y con las magnitudes que intervienen sobre él 0,25 puntos; Aclaraciones y explicaciones 0,25; Demostración matemática llevada a buen término 1 punto)

Supongamos que tenemos una superficie circular en el interior del líquido, paralela al fondo.

2. Describe apoyándote en los Principios Físicos adecuados, la razón por la que los vehículos acorazados, (tanques), para desplazarse en vez de ruedas tienen cadenas conocidas por orugas? [Encuentra la razón física verdadera del fenómeno 0,5 puntos; lo aplica al caso haciendo uso de los conceptos estudiados y expresándose con propiedad 0,5 puntos

Los vehículos acorazados tienen una elevada masa, y por tanto un elevado peso. Sin embargo estos no se “clavan” en el terreno porque la magnitud física que determinaría tal extremo es la presión y no el peso. Los tanques al apoyarse sobre orugas aumentan la superficie de contacto entre ellos y el suelo y disminuye la presión, ya que por definición de la presión: P=F/S, al aumentar la superficie la presión disminuye.

3. ¿Cuál es el origen de la presión atmosférica? [Encuentra la razón física verdadera 0,5 puntos; expresándose con propiedad 0,5 puntos]

La atmósfera es la capa de aire en la que estamos inmersos. Esta capa gaseosa sufre la acción de la gravedad y por tanto “pesa”. Esta fuerza, el peso del aire, la soportamos nosotros sobre toda nuestra superficie corporal, dando origen a una presión.

4. Un tubo de vidrio en forma de U tiene en su rama izquierda agua, (d=1000 Kg/m3), y en la derecha mercurio (13.700 Kg/m3), si el mercurio alcanza una altura de 2 cm, ¿qué altura alcanzará el agua en su rama? [Croquis 0,5 puntos; unidades 0,5 puntos; Escribe la Ley Física a utilizar 0,5 puntos; Despeja sobre los símbolos de las ecuaciones, sin sustituir los datos 0,5; resuelve el problema 0,5 puntos]

A un mismo nivel, la presión a de ser la misma. Aplicamos el principio fundamental de la Hidrostática, de forma que la presión originada por la columna de mercurio sea igual a la que origina el agua:
Pagua=densagua•g•H
Pmercurio=densmercurio•g•Hmercurio
Al ser iguales: densagua•g•H = densmercurio•g•Hmercurio
Simplificamos eliminando g, y despejamos H:
H=densmercurio•Hmercurio/densagua=(13700Kg/m3•0,02m)/1000 Kg/m3=0,274 m

5. Una pieza metálica pesa 10 N en el aire y 4 N cuando está sumergida totalmente en agua, (densidad del agua 1000 Kg/m3). ¿Qué empuje experimenta la pieza? ¿Cuál es el volumen de la pieza? ¿Cuál es su densidad? [Croquis 0,25 puntos; unidades 0,5 puntos; Escribe la Ley Física a utilizar 0,25 puntos; Despeja sobre los símbolos de las ecuaciones, sin sustituir los datos 0,5; resuelve el problema 0,5 puntos por apartado]
Se resuelve aplicando el Principio de Arquímedes.



Al pesar un objeto sumergido medimos el peso aparente, pero no el real. El peso aparente es la resultante de la suma de las fuerzas Peso real y empuje.
Empuje=Peso Real- Peso aparente = 10N – 4N = 6N
Como el empuje es el peso del volumen de agua desalojado,
Empuje=(Volsumergido)•densagua•g
Despejamos el volumen sumergido:
Volsumergido=empuje/(desagua•g)=6N/(1000 Kg/m3•9,8 m/s2)=0,0006 m3
Ahora, con este nuevo dato, podemos calcular la densidad del objeto:
Peso real = Volsumergido•denscuerpo•g
Denscuerpo=Peso real/(volsumergido•g)=10N /(0,0006 m3•9,8 m/s2)=1666,7 Kg/m3

6. Supongamos que viajamos en avión, ¿qué es lo que varía, tu masa o tu peso? ¿Por qué? [Respuesta correcta 0,5; responde correctamente apoyándose en la Ley(es) Física adecuada 0,5]
La masa, prescindiendo de efectos relativistas, no varía. En cambio el peso sí.
El peso no es más que la fuerza de gravedad entre nuestro cuerpo y el planeta Tierra. Esta fuerza depende inversamente del cuadrado de la distancia entre nosotros y el centro de la Tierra. Cuando volamos en avión aumentamos esta distancia, y por tanto disminuye la fuerza de atracción, que no es otra cosa que el peso:
Peso= G•(Mnuestra•MTierra)/(Rtierra+h)2
Al aumentar h, disminuye el peso.