Ejercicios sobre Hidrostática

1. GUÍA DE EJERCICIOS
HIDROSTÁTICA
Objetivos: Aplicar los conceptos básicos y los principios fundamentales de la mecánica de fluidos en la
resolución de problemas.
Habilidad: Conocimiento. Comprensión. Aplicación. Análisis.
Instrucciones: Lea cuidadosamente los siguientes enunciados y responda las preguntas que contienen cada
uno de ellos. Para todos los enunciados se exigirá su desarrollo y la correcta interpretación de los resultados.
Para efectos de cálculo se considerará 𝑃 𝑎𝑡𝑚 = 1,01𝑥105
[𝑃𝑎].
1.- ¿Cuál es la presión que resiste un buzo que nada en el mar a una profundidad de 10[m]? Considere
𝝆 𝑚𝑎𝑟 = 1030 [𝑘𝑔 𝑚3⁄ ].
2.- Las dimensiones de una piscina rectangular son 25 [m] de largo, 12 [m] de ancho y 2 [m] de
profundidad.
Encontrar:
a) La presión manométrica en el fondo de la piscina.
b) La fuerza total en el fondo debida sólo al agua que contiene.
c) La presión absoluta en el fondo de la piscina en condiciones atmosféricas normales, al nivel del mar.
3.- Un recipiente cerrado que contiene líquido (incompresible) está conectado al exterior mediante dos
pistones, uno pequeño de área A1 = 1 [𝑐𝑚2
], y uno grande de área A2 = 100[𝑐𝑚2
] como se ve en la figura.
Ambos pistones se encuentran a la misma altura. Cuando se aplica una fuerza F = 100 [N] hacia abajo sobre
el pistón pequeño. ¿Cuánta masa m puede levantar el pistón grande?
4.- Si al sumergir completamente un cuerpo en agua (densidad = 1000 [kg/m3]), experimenta un empuje de
100 [N], ¿cuál es el volumen del cuerpo?
5.- Un pedazo de metal pesa 1800[N] en el aire y 1400[N] en el aceite (𝝆 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 800 [𝑘𝑔 𝑚3⁄ ]). ¿Cuál es
la densidad del metal?
6.- ¿Cuál es el empuje que efectúa el aceite (𝝆 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 800 [𝑘𝑔 𝑚3⁄ ]) si se sumerge completamente una
esfera de acero cuyo volumen es 0,002𝑐𝑚3
7.- Un salvavidas con una masa de 70[kg] se dirige corriendo a salvar a una persona a través de la playa.
Luego, de nadar 50 [m] en la superficie, él presenta un peso de 500[N]. Calcule el empuje que efectúa el
agua del mar sobre el salvavidas.

2. 8.- Un iceberg tiene una densidad de (𝝆 ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 = 920[𝑘𝑔 𝑚3])⁄ y flota en la superficie del agua de mar,
cuya densidad es de (𝝆 𝑚𝑎𝑟 = 1030 [𝑘𝑔 𝑚3]⁄ . ¿Qué fracción del iceberg se encuentra sobre la superficie
del mar?
9.- Un objeto sólido de 30 [𝑐𝑚3
] se sumerge completamente en un fluido. (a) ¿Cuál es el módulo de la
fuerza de empuje que el objeto experimenta si el fluido es agua? (b) ¿Cuál es el empuje si el fluido es
mercurio?
10.- Un recipiente de hierro tiene una capacidad interior de 85 cm3
; si el recipiente se llena totalmente de
alcohol etílico; ¿qué cantidad de alcohol etílico en kg llena al recipiente, sabiendo que su densidad es de
0.81 [𝑔 𝑐𝑚3
]⁄ ?
11.- Si la fuerza que se aplica a una superficie circular A es F produciendo una presión P. Si el radio de la
superficie disminuye a la cuarta parte, ¿Cuánto debe aumentar la presión para mantener una fuerza constante
F?
12.- En el tubo en U de la figura, se ha llenado la rama de la
derecha con mercurio y la de la izquierda con un líquido de
densidad desconocida. Los niveles definitivos son los indicados en
el esquema. Hallar la densidad del líquido desconocido.
13.- Un cuerpo experimenta un empuje de 25[N] si se sumerge en agua (𝝆 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1000 [𝑘𝑔 𝑚3⁄ ]), de
23[N] si se sumerge en aceite y de 20[N] si se sumerge en alcohol. Halle las densidades del aceite y del
alcohol.
14.- ¿Cuál es la profundidad de un pozo de una mina de carbón si la presión atmosférica es 16,5 [Pa] más
que la presión a nivel del mar?
15.- En la figura adjunta se muestran tres líquidos no miscibles. Con los datos otorgados determine la
presión manométrica que resiste el fondo del recipiente.
𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1 [𝑔/𝑐𝑚3
]
𝜌 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0,8 [𝑔/𝑐𝑚3
]
𝜌 𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13,6 [𝑔/𝑐𝑚3
]