Title pc4 fa2 2025-1.pdf ✅

ELIPS FFÍÍ E SSIICCAA22 ACADEMIA ELIPSE PROFESORES:FERNANDOYRICARDO MODALIDAD Presencial y virtual Av. Universitaria 1833 UBICACIÓN 3ERCICLO Líderes en asesorías universitarias para la PUCP (SEGUNDO PISO) 994455 335577 77442 CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL:: PRÁCTICA4
ELIPSE ELIPSE ElipseAsesorias 994455 335577 77442 elipse_asesorias CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL Av. Universitaria 1833 Pueblo Libre (SEGUNDO PISO) 1) PC4 2024-2 Responder las siguientes preguntas justificando sus respuestas. a) Se tiene un globo al que se le ha llenado con aire de la atmósfera y otro globo que se ha llenado con helio. Los plásticos con que están hechos los globos son de igual masa y los volúmenes de los globos son iguales. Si se sueltan los globos en la atmósfera, uno de los globos acelera hacia arriba. ¿La fuerza de empuje sobre el globo que acelera hacia arriba es mayor que la fuerza de empuje sobre el otro globo? b) Se tiene un recipiente con un líquido donde se colocan dos objetos, A y B. Uno de los objetos flota en el líquido y el otro objeto desciende hasta hacer contacto con el fondo del recipiente. Si la densidad del objeto A es mayor a la del objeto B, ¿en cuál de los objetos se aplica mayor fuerza de empuje? c) Cuando se abre la llave de un caño cuya salida apunta hacia abajo, sale un chorro agua que se vuelve más angosto conforme este desciende. ¿Por qué sucede esto con el chorro de agua? Considerar que la salida del caño está libre de accesorios. d) Se desea llenar con agua un recipiente de 10 litros de capacidad. Para esto se coloca el recipiente debajo de un caño por donde saldrá agua. Considerar dos opciones para el llenado: Opción 1: Se abre la llave del caño sin obstruir su salida. Opción 2: Se reduce el área de la abertura de salida del caño y se abre la llave. ¿Cuál de las opciones llenaría más rápido el recipiente? L=9m M=10kg A=10cm2 V= 0,008m3 h=3 m Densidad del agua=1000kg/m3 Determinar: a) La tensión de la cuerda que sostiene la esfera. b) La longitud d y el ángulo de inclinación θ de la barra. c) El módulo de la fuerza de empuje sobre la barra. 2) PC4 2024-2 Una barra de masa despreciable, longitud L y área transversal A está parcialmente sumergida en agua con uno de sus extremos pivotado (punto O). En el otro extremo de la barra se sujeta una cuerda ideal en posición vertical que se encuentra sosteniendo una esfera de masa M y volumen V. La esfera está totalmente sumergida en el agua. Todo el sistema que se muestra en la figura se encuentra en reposo. La longitud de la parte sumergida de la barra es d y es desconocida. Considerar los datos: 3) PC4 2024-2 Un tanque abierto presenta un líquido de densidad 1500 kg/m3 . Una tubería horizontal de área transversal de 1 cm2 evacúa el líquido al medio ambiente. La tubería presenta una reducción donde el área disminuye a la mitad. Se conecta un tubo en forma de U de área transversal constante que presenta un líquido de densidad desconocida. Considerar que el área transversal del tanque es mucho mayor que el área transversal de la tubería. a) ¿Cuál es la rapidez con la que sale el agua por la tubería? b) ¿Cuál es la distancia horizontal recorrida por el agua después de tres segundos de salir por la tubería? c) ¿Cuál es la densidad desconocida del líquido en el tubo? 1
ELIPSE ELIPSE ElipseAsesorias 994455 335577 77442 elipse_asesorias CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL Av. Universitaria 1833 Pueblo Libre (SEGUNDO PISO) a) ¿Cuál es el caudal dentro de la tubería para y=1,5m? b) ¿Cuál es la presión dentro de la tubería para y=1,5m? ¿La presión aumenta o disminuye con la coordenada y? Justificar. c) ¿Cuál es la presión manométrica del aire en el tanque? d) Considerar que hay una tubería por donde se suministra agua al tanque. Si el volumen de agua en el tanque debe mantenerse constante en el tiempo, ¿el caudal en la tubería de suministro es mayor, menor o igual al calculado en el ítem (a.)? Justificar. 4) PC4 2024-2 Una vivienda presenta un tanque de agua cerrado de área transversal constante de diámetro 1 m. El agua del tanque llega al baño mediante una tubería de área transversal constante de diámetro 5 cm que se conecta a tres dispositivos: inodoro, lavamanos y tina. Cuando los tres dispositivos están funcionando, en la entrada de cada dispositivo Ja presión es 150 kPa y el caudal es 600 cm3 /s. Considerar la densidad del agua 1 g/cm3 y la presión atmosférica 105 Pa. Para el instante mostrado en la figura y cuando los tres dispositivos están funcionando: 2
ELIPSE ELIPSE ElipseAsesorias 994455 335577 77442 elipse_asesorias CCOOMMUUNNÍÍCCAATTEE CCOONN NNOOSSOOTTRROOSS AALL Av. Universitaria 1833 Pueblo Libre (SEGUNDO PISO) a) La densidad del cuerpo. RESPUESTA: 0,596 g/cm3 b) El tiempo que demora en volver a la superficie. RESPUESTA: 4 s B) Considere el mismo objeto que cae desde la misma altura, pero ahora sobre un líquido de mayor densidad, entonces el empuje que sufrirá el cuerpo será mayor, por lo que no llegará a la profundidad de 14 m. Para que llegue a 14 metros, le sugieren dos opciones. Comente la veracidad o falsedad de las 2 opciones a) y b), justificando su respuesta. a) Podemos aumentar la altura (mayor a 10 m), para que tenga mayor velocidad al entrar al líquido. RESPUESTA: VERDADERO Si se suelta de mayor altura, ingresará al líquido con mayor velocidad y podría recorrer lo mismo en el líquido. Otra opción de respuesta: Al soltarse el cuerpo de mayor altura el cuerpo ingresa al agua con mayor energía y podríar ealizar el mismo recorrido en el líquido. b) Podemos soltar el cuerpo desde los 10 m, pero aumentamos su masa, para que impacte el líquido con más fuerza. RESPUESTA: FALSO Si aumenta la masa del cuerpo, la velocidad con que ingresa al líquido será la misma y como el módulo de la aceleración aumenta en el líquido, entonces no podrá recorrer los 14 metros. 2) PC4 2024-1 Un recipiente cilíndrico de 2m de altura se encuentra lleno con agua. La parte superior está abierta. El diámetro interior del recipiente del cilindro es 1,5 m, y en la base del recipiente existe un agujero de 2 cm de diámetro. a) Calcular la velocidad inicial con la que sale el agua del cilindro. Justifique su cálculo. RESPUESTA: 6,26 m/s b) Calcular la velocidad inicial con la que baja el nivel del agua. RESPUESTA: 0,0011 m/s c) ¿Qué tiempo se requiere para llenar un recipiente de 2 m3 ubicado debajo del recipiente cilíndrico? No se evalúa en el semestre 2024-2. d) Si el recipiente cilíndrico aún contiene 3⁄4 partes de agua, se cierra herméticamente la parte superior (el agujero sigue abierto) ¿seguirá saliendo agua? Justifique brevemente su respuesta. RESPUESTA: Si se cierra la parte superior del recipiente cilíndrico, entonces la presión en esta zona dejará de ser la presión atmosférica y pasará a ser una presión reducida del aire encerrado. Como la presión interna de los 3 metros de profundidad de agua más la presión del aire encerrado (un metro), es menor que la presión externa en el agujero, ENTONCES EL AGUA NO SALDRÁ. 1) PC4 2024-1 A) Se deja caer un cuerpo desde h=10m de altura sobre un líquido con densidad 1,022g/cm3 . Considerar que el ingreso del cuerpo al líquido es instantáneo. Si el cuerpo llega hasta una profundidad e=14m, calcule: 3