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Fuerza necesaria para levantar un coche con un gato mecánico (8410)

F_y_Q — 2025-02-28T06:28:39Z

Para elevar un coche que tiene una masa de 2 000 kg se utiliza un gato mecánico. Si el paso de la rosca es de 5 mm, el brazo de la fuerza es de 20 cm y se requiere levantar el coche de 10 cm, calcula la fuerza necesaria para hacerlo y el trabajo total realizado.

Para resolver este problema, debes emplear los principios de las máquinas simples, específicamente del gato mecánico, que es una aplicación de la palanca y la rosca.

El momento de fuerza para levantar el coche está relacionada con el momento de la resistencia, que es el peso del coche. La ecuación que las relaciona es:

En el caso del gato mecánico, por cada vuelta del tornillo, la distancia es la longitud de la circunferencia:

Si despejas el valor de la fuerza motor y sustituyes:

El trabajo total realizado será el producto de la fuerza aplicada por la distancia sobre la que se aplica la fuerza. En este caso, la distancia es la altura a la que se levanta el coche:

Fuerza necesaria para sacar una estatua del fondo del mar (8230)

F_y_Q — 2024-06-14T03:38:21Z

Una estatua antigua de 70 kg se encuentra en el fondo del mar. Su volumen es de . ¿Qué mínima fuerza se necesita para elevarla?

Dato:

La fuerza necesaria para elevar la estatua será la diferencia entre el peso de la estatua y el empuje que ejerce el agua. El peso es mayor que el empuje y por eso está sumergida:

La única precaución que debes tener es que las unidades sean homogéneas. Puedes sustituir en la ecuación y usar un factor de conversión para la densidad:

Presión que ejerce sobre el suelo una caja con una mujer sentada encima (8085)

F_y_Q — 2023-10-29T05:48:37Z

En el suelo hay una caja y sobre ella está sentada Juana. La masa de la caja es de 1 500 g y la masa de Juana es de 54 kg. Si las dimensiones de la caja son 50 cm de largo y 30 cm de ancho, determina la presión que ejerce la caja sobre el suelo.

La presión es el cociente entre la fuerza que ejercen la caja y Juana sobre el suelo, dividido por la superficie de la caja. La fuerza es igual al peso que corresponde a la masa conjunta de Juana y la caja:

La superficie de la caja, expresada en metros cuadrados, es:

Ya puedes calcular la presión:

Volumen de un bote que queda sumergido en el agua (7885)

F_y_Q — 2023-03-18T06:21:33Z

Se sabe que el peso aparente de un bote es 400 N, cuando sobre él viaja un hombre de 700 N que transporta una carga de 5000 N a través de un lago. ¿Qué volumen del bote se sumerge en el agua?

Datos: ;

El peso aparente se define como la diferencia entre el peso del bote y el empuje que el agua del lago hace sobre él. Es muy fácil calcular este empuje:

El empuje es igual al peso del agua que desaloja el bote. La masa de agua la puedes escribir en función de la densidad, que es el dato que conoces del agua:

Si despejas el volumen, sustituyes los datos y calculas:

Presión de objetos sobre una mesa en distinta disposición (7854)

F_y_Q — 2023-02-09T05:38:26Z

Un bloque de hierro con forma de paralelepípedo tiene dimensiones de 8 cm x 4 cm x 3 cm. Si la densidad de hierro es :

a) Calcula la presión ejercida por el bloque sobre la mesa.

b) Calcula la presión sobre la mesa si se coloca otro bloque idéntico al lado del primer bloque.

c) Determina la presión sobre la mesa si colocamos el segundo bloque sobre el primero.

Lo primero que debes hacer el calcular el volumen del paralelepípedo:

A partir del dato de la densidad puedes calcular el peso del bloque:

El peso es:

a) La presión es el cociente entre el peso calculado y la superficie con la que apoya el bloque. Si tienes en cuenta que la superficie tiene que estar expresada en lo puede hacer en un único paso:

b) Si colocas otro bloque igual al lado del primero la masa será el doble pero también lo será la superficie, por lo que el cociente será el mismo y la presión también:

c) En este caso, el peso es el doble y la superficie de contacto es la misma, por lo que la presión será el doble:

Masa de un joven para que el balancín permanezca en equilibrio (7775)

F_y_Q — 2022-11-09T15:16:03Z

Un joven de 100 lb de masa se sienta en el extremo izquierdo de un sube y baja de 8 ft de largo apoyado en el centro. Si otro joven se sienta a 1 pie del extremo derecho, ¿cuál debe ser su masa para que el sistema esté en equilibrio? ¿Cuál es la fuerza ejercida por el soporte?

Es muy importante considerar que el apoyo del columpio está en el punto medio. Solo tienes que aplicar la condición de equilibrio, es decir, que el momento de cada peso ha de ser igual:

Recuerda que la distancia es la mitad del largo:

El soporte debe compensar el peso de ambos jóvenes. El cálculo debe ser en un sistema de unidades homogéneo por lo que puedes usar el Sistema Internacional y para ello debes convertir la masa a kg. Puedes aplicar el factor de conversión de manera directa:

Profundidad máxima en agua salada para soportar una presión total dada (7756)

F_y_Q — 2022-10-15T20:12:21Z

Una persona con un equipo especial de buceo tiene la capacidad de soportar una presión absoluta de 455 kPa. Si vas a bucear en agua salada, calcula la profundidad máxima, en metros y con tres cifras significativas, que soportarías.

Datos: ; 1 atm = 101.3 kPa.

Lo primero que debes calcular es cuál es la presión hidrostática máxima que puedes soportar con ese equipo especial de buceo. Será la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica:

Puedes escribir la presión hidrostática en función de la profundidad y la densidad del agua salada. Despejando el valor de la profundidad:

Como lo tienes todo expresado en unidades SI solo tienes que sustituir y calcular:

Tensión en la cuerda que sujeta un cubo de aluminio cuando se sumerge en agua (7702)

F_y_Q — 2022-09-02T07:06:36Z

Un cubo de aluminio se suspende de una cuerda y después se sumerge por completo en un recipiente con agua. Los datos de masa y densidad del aluminio son y . Calcula la tensión de la cuerda antes y después de que se sumerge el cubo en el agua.

Antes de sumergir el objeto de aluminio la tensión de la cuerda será igual al peso del cuerpo:

Cuando sumerges el metal en agua se produce una fuerza de reacción por parte del fluido que es lo que se conoce como empuje y que es igual al peso del agua que desaloja el cuerpo metálico. El volumen del cubo lo obtienes a partir de la masa y la densidad del material:

El empuje del agua, expresada en función del volumen y de la densidad del agua, es:

Sustituyes y calculas el empuje:

La tensión de la cuerda será la diferencia entre el peso y el empuje:

Cálculos de presión, fuerza y superficie (7621)

F_y_Q — 2022-06-07T07:11:17Z

Realiza los cálculos necesarios para obtener lo que se indica en cada apartado:

a) La presión que ejerce una fuerza de 1 200 N sobre una superficie de .

b) La fuerza necesaria para que se genere una presión de 850 Pa sobre una superficie de .

c) La superficie que está soportando una presión de 40 Pa si la fuerza aplicada es de 750 N.

Tienes que expresar las superficies en para que el problema sea homogéneo. Lo hago en cada apartado usando un factor de conversión cuando corresponda.

a) Solo tienes que aplicar la definición de la presión:

b) Primero despejas el valor de la fuerza y luego sustituyes y calculas:

c) Ahora debes despejar el valor de la superficie, sustituir y calcular:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Presión sobre un objeto sumergido 500 yardas (7568)

F_y_Q — 2022-04-21T06:14:06Z

¿Cuál es el valor de la presión que soporta un objeto cuando se sumerge 500 yd en agua pura, sabiendo que su superficie tiene un área de ?

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.