SOLUCIÓN EXAMEN RECUPERACIÓN 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. Esta superficie podría ser la que
ofrece la espalda de un submarinista, que obviamente no es circular.

La fuerza que se ejerce sobre esta superficie es la debida al peso del líquido que haya sobre ella. Para calcular la masa que está allí suspendida (M), nos valdremos de la densidad (d) multiplicada por el volumen (V). Tengamos en cuenta que el volumen del cilindro

Expresión general para calcular la presión total en el seno de un líquido en equilibrio.
2. Describe apoyándote en los Principios Físicos adecuados, la razón por la que los cuchillos deben de estar bien afilados para poder cortar la carne?
¿Por qué el nivel de agua en las dos ramas de unos vasos comunicantes alcanza la misma altura?
[Encuentra la razón física verdadera de cada fenómeno 0,5 puntos; lo aplica al caso haciendo uso de los conceptos estudiados y expresándose con propiedad 0,5 puntos]

La razón está en el concepto de presión. No basta con una fuerza muy intensa, es necesario que esta se reparta por un frente de acción estrecho con el fin de que puedan producir la deformación deseada. En el caso de los cuchillos para que la superficie de apoyo entre filo y carne sea pequeña es necesario que la superficie sea muy pequeña, para quela presión sea muy alta, esto lo conseguimos afilando el cuchillo.
P=F/S

Para la segunda cuestión debemos aplicar el principio fundamental de la hidrostática, en el cual la presión sólo depende de la profundidad. (P=dgh, ver problema 1). Un líquido en equilibrio tiene todos los puntos que estén a la misma profundidad con la misma presión, si no fuera así este comenzaría a fluir, a moverse. Por ello, como el líquido está en equilibrio, todos sus puntos a una misma profundidad están a la misma presión, y por tanto la altura en ambas ramas debe de ser la misma.


3. Calcula la presión que tiene que soportar un buzo sumergido a 25 metros de profundidad en el mar. Densidad del agua del mar 1080 Kg/m3 . Calcula la fuerza que ejerce el agua sobre el casco, que tiene una superficie de 200 cm2 .[Croquis 0,5 puntos; unidades 0,5 puntos; Escribe la Ley Física a utilizar 0,5 puntos; Despeja sobre los símbolos de las ecuaciones, antes de sustituir los datos 0,5; resuelve el problema 0,5 puntos cada]

Aplicamos el Principio Fundamental de la Hidrostática. Así podemos calcular la presión que ejerce una columna de agua por encima del buzo.
P=d•g•h=1080 Kg/m3•9,8m/s2•25m=264700 Pa

Sabiendo la presión que soporta el caso, con su superficie y la definición de presión, calculamos la fuerza que ejerce el agua sobre él:
P=F/S
F=P•S=264700Pa•0,02m2=5292N
4. Una pieza metálica pesa 9 N en el aire y 5 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.

Denscuerpo=Peso real/(volsumergido•g)=9N /(0,0004 m3•9,8 m/s2)=2295,92 Kg/m3