Capítulo 15. Fluidos
Densidad
15.1. ¿Qué volumen ocupan 0.4 kg de alcohol? ¿Cuál es el peso de este volumen?

!=

m
;
V

V=

m
0.4 kg
=
;
! 790 kg/m 2
V = 5.06 × 10–4 m3

W = DV = ρgV = (790 kg/m3)(9.8 m/s2)(5.06 × 10–4 m3);
W = 3.92 N
15-2. Una sustancia desconocida tiene un volumen de 20 ft3 y pesa 3370 lb. ¿Cuáles son el peso específico y la densidad?
D=

W 3370 lb
=
;
V
20 ft 3

D = 168 lb/ft3

!=

D 168 lb/ft 3
=
; g 9.8 m/s 2

ρ = 5.27 slugs/ft3
15-3. ¿Qué volumen de agua tiene la misma masa que 100 cm3 de plomo? ¿Cuál es el peso específico del plomo?
Primero encuentra la masa del plomo: m = ρV = (11.3 g/cm3)(100 cm3);
Ahora el agua: Vw =

m 1130 g
=
= 1130 cm3 ; Vw = 1130 cm3
3
! w 1 g/cm

D = (11,300 kg/m3)(9.8 m/s2) = 110,740 …ver más…

2
=
h2 !1
15-13. Suponga que los dos líquidos contenidos en el tubo en forma de U de la figura 15-21 son agua y aceite. Calcule la densidad del aceite si el agua se mantiene 19 cm por encima de la entrecara y el aceite permanece a 24 cm por encima de dicha zona de encuentro. Use como referencia el problema 15-12. h1 ! 2
=
; h2 !1

! aceite =

hw ! w (19 cm)(1000 kg/m3 )
;
= haceite 24 cm

ρaceite = 792 kg/m3
15-14. Un manómetro de presión de agua indica una presión de 50 lb/in2 al pie de un edificio.
¿Cuál es la máxima altura a la cual subirá el agua en el edificio?

P = Dh;

h=

P (50 lb/in 2 )(144 in 2 /ft 2 )
=
;
D
62.4 lb/ft 2 ) h = 115 ft

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Tippens, Física, 7e. Manual de soluciones. Cap. 15

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La prensa hidráulica
15-15. Las áreas de los pistones grande y pequeño de una prensa hidráulica son 0.5 y 25 in2.
¿Cuál es la ventaja mecánica ideal de la prensa? ¿Qué fuerza se tendrá que ejercer para levantar una carga de 1 tonelada (2000 lb)? ¿A través de qué distancia deberá actuar la fuerza de entrada para levantar esta carga hasta una distancia de 1 in? [1 ton = 2000 lb]
Ao 25 in.2
; MI = 50
MI =
=
Ai 0.5 in.2

Fi =

2000 lb
;
50

Fi = 40.0 lb si = MI so = (50)(1 in); si = 50 in
15-16. Una fuerza de 400 N se aplica al pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámetro es 4 cm. ¿Cuál deberá ser el diámetro del pistón grande para que pueda levantar una carga de 200 kg?

Fo Ao d o2
=
=
;
Fi
Ai di2

do