Mecánica de fluidos: Pascal, Arquímedes y Bernoulli

Si se sumerge un objeto de forma cilíndrica dentro de una piscina como se muestra en la figura, determine cuál de las siguientes expresiones es correcta.

• en H se tiene la menor presión

• la presión es igual en G y E

• F experimenta la mayor presión

• presión en E menor que en G

La siguiente figura muestra un tubo en U, que contiene agua y mercurio al llegar al equilibrio. ¿Cómo son las presiones en los puntos K y N ? P es presión

• P_k > P_N

• P_k = P_N

• P_k < P_N

• P_k ≥ P_N

Para regar las plantas de su jardín Laura conecta una manguera a la llave, sin embargo el largo de la manguera no le permite regar las plantas más alejadas. ¿Qué debe hacer Laura para regar las plantas más lejanas?

• Abrir más la llave

• Llenar un balde con agua de la manguera

• Mover hacia arriba y hacia abajo la manguera

• Disminuir el área de la manguera por donde sale el agua

Cuando un objeto se introduce en un líquido éste siente una fuerza de empuje ( F_E ) que se dirige verticalmente hacia arriba, según lo planteado por Arquímedes, y es igual al peso del líquido que desplaza el objeto. También existe la fuerza gravitacional ( F_g ) actuando verticalmente hacia abajo, es decir su peso.

Si el objeto introducido en el líquido flota, como se aprecia en la figura, es porque:

• F_E > F_g

• F_E < F_g

• F_E = F_g

• F_E = F_g = 0

¿En cuál situación el líquido realiza mayor fuerza de empuje sobre el objeto?

• en la madera

• en el algodón

• igual para los dos

• no existe fuerza de empuje

Un estudiante de física quiere comprobar que sucede con su masa corporal, para ello utiliza una balanza y determina su masa ubicando la balanza en una piscina y fuera de ella. Comprueba que su masa corporal disminuye si realiza la medida dentro de la piscina.

Una razón que explica correctamente dichos resultados es:

• Fuerza gravitacional hacia abajo

• Masa del estudiante disminuye al ingresar a la piscina

• Fuerza de empuje hacia arriba

• Densidad del agua

Otra de las aplicaciones de la ecuación de Bernoulli es el teorema de Torricelli, el cual determina la velocidad con la que se desocupa un tanque lleno de un fluido a través de un o unos agujeros. Ver la figura

Como se aprecia en la figura el chorro más bajo llega más lejos, por el contrario el chorro más alto tiene menos alcance. Esta situación se presenta porque:

• abajo, existe mayor presión y el fluido sale a mayor velocidad

• abajo, existe menor presión y el fluido sale a menor velocidad

• arriba, existe menor presión y el fluido sale a mayor velocidad

• arriba, existe mayor presión y el fluido sale a menor velocidad

El gato hidráulico es una de las aplicaciones del principio de Pascal, en él se cumple que si aplico una pequeña fuerza  $F_1$   a un fluido contenido en un recipiente hermético, puedo levantar un peso muy grande, como el de un vehículo  $F_2$  , empleando la siguiente relación

 $\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$  


Lo anterior es posible gracias a que:

• En el punto 2 existe la máxima presión

• La densidad del fluido es mayor en el punto 2

• Presión es igual en todos los puntos del fluido

• La fuerza en el punto 2 es la menor de todas