Empuje-y-Flotacion 2

 

4.15. 

Un objeto pesa 289 N en el aire y 187 N en el agua. Determinar su volumen y su densidad relativa. Solución: 0.0104 m3; 2.83.

4.16. 

Un cuerpo pesa 29.50 kp en le aire y 19.07 kp sumergido en un aceite de densidad relativa de 0.750. determinar su volumen y su densidad relativa. Solución: 1.39*10-2 m3; 2.12.

4.17. 

Si el peso especifica del aluminio es 25.9 k N/ m 3, ¿Cuánto pesará una esfera de 305 mm de diámetro sumergida en agua? ¿Cuánto si esta sumergida en un aceite de densidad relativa 0.750? Solución: 238 N; 276 N.

4.18. 

Un cubo de aluminio de 15.24 cm de arista pesa 5.54 kp sumergido en agua. ¿Qué peso aparente tendrá al sumergirlo en un liquido de densidad relativa 1.25? Solución: 4.65 kp.

4.19. 

Un bloque de piedra pesa 600 N y al introducirlo en un depósito cuadrado de 0.610 m de lado, lleno de agua, el bloque pesa 323 N. ¿A que altura se elevará al agua en el depósito? Solución: 76 mm.

4.20. 

Un cilindro hueco de 0.905 m de diámetro y 1.525 m de altura pesa 390.4 kp. a)  ¿Cuántos kilopondios de plomo, de peso especifico 11.213 kp/m 3, deben

unirse al fondo por su parte exterior para que el cilindro flote verticalmente con 1m del mismo sumergido?  b)  ¿Cuántos kilogramos se necesitarán si se colocan en el interior del cilindro?   Solución: 231.4 kp; 211.1 kp. 

4.21. 

Un hidrómetro pesa 11.35*10-3  kp y el área de la sección recta de su vástago es 0.161 cm2. ¿Cuál

es la diferencia de alturas sumergidas en dos líquidos de

densidades relativas 1.25 y 0.90, respectivamente? Solución: 21.9 cm.

4.22. 

¿Qué longitud debe tener un tablón de madera de 76.2 mm por 304.8 mm de sección y densidad relativa 0.50, para que en agua salada soporte encima a un niño que pesa 445 N? Solución: 3.72 m.

 

4.23. 

Un cuerpo que tiene un volumen de 169.8 dm 3 requiere de una fuerza de 27.24 kp para mantenerlo sumergido en el agua. Si para mantenerlo sumergido en otro liquido se necesita una fuerza de 16.34 kp, ¿Cuál es la densidad relativa de este último liquido? Solución: 0.937

4.24. 

Un cubo de acero de 0.30 0.30 m de arista flota en mercurio. Utilizando como densidades relativas del acero y del mercurio 7.8 y 13.6 respectivamente, determinar la profundidad hasta la que se hunde el acero. Solución: 0.172 m.

4.25. 

Una gabarra de 3 m de profundidad tiene una sección recta trapezoidal de bases superior e inferior 9 m y 6 m, respectivamente. La gabarra tiene 15 m de longitud y las caras de popa y proa son verticales. Determinar: a)  Su peso si la altura sumergida en agua es de 1.8 m y b)  La profundidad de calado si la gabarra transporta 86 toneladas de piedra. Solución: 186.300 kp; 2.50 m.

4.26. 

Una esfera de 122 cm de diámetro flota en agua salada (  = 10.0 10.05 5 / /  ), la

23.56 / / ), mitad de ella sumergida. ¿Qué peso mínimo de cemento ( = 23. utilizado como anclaje, será necesario para sumergir completamente la esfera? Solución: 8.34 kN.

4.27. 

Un iceberg de peso especifico 913 kp/m 3  flota en el océano (1.025 kp/ m 3), emergiendo del agua un volumen de 594.3 m 3. ¿Cuál es el volumen total del iceberg? Solución: 5.434 m3.

4.28. 

Un cubo hueco de 1 m de arista pesa 2.4 kN. El cubo se ata a un bloque de hormigón que pesa 10 kN. El conjunto de estos 2 objetos atados ¿flotara o se hundirá en agua? (Exponer todos los cálculos necesarios y justificarlos). La densidad relativa del hormigón es 2.4. Solución: Flotan.

4.29. 

Un globo vacio y su equipo pesan 45.4 kp. Al inflarlo con un gas de peso especifico 0.553 kp/m3 el globo adopta una forma esférica de 6.1 m de diámetro. ¿Cuál es la máxima carga que puede elevar el globo, suponiendo un peso especifico del aire igual a 1.23 kp/m 3? Solución: 34.5 kp 

 

4.30. 

Un flotador cubico de 122 cm de lado pesa 1.78 kN y se ancla mediante un bloque de cemento que pesa 6.67 kN en el aire. La boya eta sumergida a 23 cm cuando la cadena que la une al bloque de cemento esta tensa. ¿Qué subida de nivel de agua hará separarse del fondo al bloque de cemento? El peso especifico del cemento es de 23.56 kN/m3. Solución: 16.1 cm.

4.31. 

Una gabarra, de forma paralelepípedo rectangular de dimensiones 6.1 m de anchura, 18.3 m de longitud y 3.1 m de altura, pesa 158.900 kp. Flota en agua salada (γ = 1.025 kp/m3) y el centro de gravedad cargada esta 1.37 m por debajo de la parte superior de la gabarra. a) Situar el centro de empuje cuando flota horizontalmente en el agua tranquila, b) cuando ha girado 10º alrededor del eje longitudinal y c) determinar el metacentro para la inclinación de 10º. Solución: 0.695 m del fondo y sobre el eje; 3.44 m del eje; 1.272 m sobre el CG.

4.32. 

Un cubo de cemento de 0.5 m de arista se mantiene en equilibrio bajo el agua unido a una boya de esponja ligera. ¿Cuál es el mínimo volumen de la esponja? El peso específico del cemento y de la esponja son, respectivamente, 23.58 kN/m 3 y 0.79 kN/m3. Solución: 0.192 m3.

4.33. 

Un cubo de aluminio de 152 mm de lado esta suspendido de un resorte. La mitad del cubo esta sumergido en aceite de densidad relativa 0.89 y la otra mitad en agua. Determinar la fuerza de tracción en el resorte si el peso especifico del aluminio es de 25.9 kN/m3. Solución: 60.4 N

4.34. 

Si el cubo del problema anterior estuviera sumergido la mitad en aceite y la otra mitad en el aire, ¿Qué valor tendría la fuerza de tracción sobre el resorte? Solución: 77.8 N

4.35. 

La figura 4.12 muestra la sección de un barco cuyo casco es solido. ¿Es estable el barco? Si el barco es estable, calcular el momento adrizante en el agua cuando el ángulo de escora es de 10º. Solución: 1.728 mkp.

 

  4.36. 

Un cilindro de madera solido tiene 0.61 m de diámetro y una altura de 1.22 m. la densidad relativa de la madera es 0.60. ¿Sera estable el cilindro si se coloca verticalmente en el aceite(Dr = 0.85)? Solución: No