Ejercicio 14.86 Física Sears Zemansky. 12 Edición

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SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN

SOLUCIÓN PROBLEMA 14.86 FÍSICA SEARS ZEMANSKY

14.86 Globos sueltos llenos de helio, flotando en un auto con las ventanas y las ventilas cerradas, se mueven en el sentido de la aceleracióndel auto, pero globos sueltos llenos de aire se mueven en el sentido opuesto. Para comprender por qué, considere sólo las fuerzas horizontales que actúan sobre los globos. Sea a la magnitud de la aceleraciónhacia delante del auto. Considere un tubo horizontal de aire con áreatransversal A que se extiende del parabrisas, donde x 5 0 y p 5 p0, hacia atrás sobre el eje x. Considere un elemento de volumen de espesordx en este tubo. La presión en su superficie delantera es p, y en la trasera es p 1 dp. Suponga que el aire tiene una densidad constante r.a) Aplique la segunda ley de Newton a este elemento para demostrarque dp 5 ra dx. b) Integre el resultado del inciso a) para obtener lapresión en la superficie delantera en términos de a y x. c) Para demostrar que considerar r como constante es razonable, calcule la diferencia de presión en atmósferas para una distancia de hasta 2.5 m y unaaceleración grande de 5.0 m>s2. d) Demuestre que la fuerza horizontalneta que actúa sobre un globo de volumen V es rVa. e) Si las fuerzasde fricción son insignificantes, demuestre que la aceleración del globo(densidad media rglo) es (r>rglo)a y que su aceleración relativa al autoes arel 5 [(r>rglo) 2 1]a. f) Use la expresión para arel del inciso e) paraexplicar el movimiento de los globos.

 

Solución:

Solución 1: Canal

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