SOLUCIÓN EXAMEN PRESIÓN 4ESO CURSO 1112

1. Demuestra matemáticamente el Principio de Arquímedes, 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)

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso de líquido desalojado.

2. Calcula el peso aparente de un objeto de 0,5 Kg de masa y 2500 Kg/m3 de densidad sumergido en agua completamente. ? [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]


HAZ USO DEL DIAGRAMA DEL EJERCICIO ANTERIOR SOBRE EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES.

Aplicamos el Principio de Arquímedes. El peso aparente será la diferencia entre peso y empuje.
Pap=P-E
El peso del objeto es ……… P=m•g
El empuje no se calcula tan directamente, puesto que no conocemos el volumen del sólido, y por tanto el del agua desplazada.

Vsólido=Msólido/dsólido=0,5Kg/2500(Kg/m3)=0,0002 m3

Ahora podemos calcular el empuje: E = Vsólido•dagua•g; asumiendo que la densidad del agua es 1000 Kg/m3. Y por supuesto que el sólido está totalmente suemrgido, y que por tanto el volumen de agua desplazada y del sólido son iguales.

Pap=Msólido•g-Vsólido•dagua•g=(0,5Kg•9,8m/s2)-(0,0002m31000Kg/m3•9,8 m/s2)=2,94N


3. Unos vasos comunicantes contienen en cada rama dos líquidos diferentes. En una de ellas hay agua, de densidad 1000 Kg/m3, y en la otra un aceite de 820 Kg/m3 de densidad. El agua alcanza una altura de 10 cm. ¿Qué altura alcanzará el aceite 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]


Este hecho se aplica a los llamados “sistemas hidráulicos”, que básicamente son un líquido encerra do en un recipiente que tiene dos superficies móviles de diferente área. Si ejercemos una fuerza sobre una de ellas, se ejercerá una presión P=F1/A1. Presión que se extenderá a todos los puntos del líquido, incluso a los próximos a la otra superficie, y sobre ella ejercerá una fuerza de otra cuantía a la primera, aunque la presión sea la misma:
F2=P•A2
El resultado es que puedo multiplicar una fuerza, o dividirla, según como sea la relación de áreas.
F_1/A_1 =F_2/A_2
F_2=A_2/A_1 •F_1
En el caso que nos ocupa, al ser A1 menor que A2, el cociente es mayor que la unidad, y al multiplicar por la fuerza que yo ejerzo, F1, obtenemos una fuerza varias veces superior a la aplicada, incluso capaz de levantar un coche.





5. ¿Por qué para caminar por la nieve se utilizan esquíes? Lógicamente la justificación debe estar basada en conceptos de Física.[0,5 sabe la respuesta no se explica bien; 0,5 además lo hace haciendo uso de términos y vocabulario científico sin expresiones ambiguas

Lo que interesa es que la presión no sea lo suficientemente elevada para hundirnos en la nieve. Como la fuerza que ejercemos sobre la nieve es la debida a nuestro propio peso, sobre la fuerza no podemos intervenir, pero sí sobre la superficie de apoyo, para que disminuya la presión, al ser esta P=Fuerza/Superficie. Por eso al calzarnos los esquíes, disminuye la presión y no nos hundimos en la nieve.


6.¿Cuál es el origen de la presión atmosférica? ¿Aumenta o disminuye al ascender por una montaña, por qué?
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.
Al ascender por una montaña, disminuye la capa de aire que está encima de nosotros, y por tanto su peso y presión.