Capítulo 05: Flotabilidad y estabilidad

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.64 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.64 Un palo de golf está hecho de aluminio cuyo peso específico es de 0.100 lb/ pulg3. En el aire pesa 0.500N. ¿Cuál sería su peso aparente si se suspendiera en agua fría? Solución: Solución 1:  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.63 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.63 Consulte la figura 5.35.El recipiente mostrado va a usarse para un experimento especial donde flotará en un fluido que tiene una gravedad especifica de 1.16. Se requiere que la superficie superior del recipiente queda a 0.25…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.62 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.62 (a) Si el cono que se observa en la figura 5.34 está hecho de madera de pino con peso especifico de 30 lb/pie3. ¿Tendrá estabilidad en la posición que se muestra cuando flote en agua? (b)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.61 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.61 Una embarcación tiene la sección transversal que se ilustra en la figura 5.33 (a). Se puede observar su geometría en la línea de flotación que aparece en la vista superior de la figura 5.33 (a). El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.60 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.60 La figura 5.20 muestra un cubo que flota en un fluido. (a) Obtenga una expresión para la profundidad de inmersión X que garantizará que el cubo fuera estable en la posición mostrada. (b) Con la expresión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.59 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.59 Una pieza de concho tiene un peso especifico de 2.36 kN/m3 y la forma como se muestra en la figura 5.32 (a) ¿A que profundidad se sumergirá en el aguarrás ( sg = 0.87) si se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.58 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.58 Si la barcaza del problema 5.57 se carga con 240 000 lb de carbón, cuya densidad promedio es de 45 lb/ pies3 ¿Qué tanto de la embarcación quedará por debajo del agua? ¿Tendrá estabilidad en esa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.57 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.57 Una barcaza mide, en pies, 60 de largo, 20 de ancho y 8 de profundidad. Si está vacía pesa 210 000 lb y si centro de gravedad está a 1.5 pies sobre el fondo. ¿Tendrá estabilidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.56 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.56 Un bloque de madera cuyo peso especifico es de 32 lb/pies3 mide, en pulgadas, 6 por 6 por 12. Si se coloca en aceite fsg = 0.90 con la superficie de 6 por 12 pulg paralela…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.55 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.55 Se diseña una plataforma para que dé apoyo a cierto equipo de prueba de contaminación del agua. Como se aprecia en la figura 5.31, su base tiene, en pulgadas, 36.00 de ancho, 48.00 de largo y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.54 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.54 El diseño propuesto para un componente de una pared marina consiste en un sólido rectangular que pesa 3840 lb, con dimensiones, en pies, de 8.00 por 4.00 por 2.00. El lado de 8.00 pies ha de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.53 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.53 El cilindro junto con la placa de latón que se aprecia en la figura 5.25 y descrito en el problema 5.26 ¿tendrá estabilidad en la posición mostrada? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.52 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.52 El cilindro que se aprecia en la figura 5.23 y descrito en el problema 5.22. ¿Tendrá estabilidad en la posición mostrada? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.51 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.51 Para el problema 5.30, suponga que la barra de acero se ata a la parte inferior del recipiente con su eje longitudinal en posición horizontal. ¿El recipiente flotará de manera estable? Solución: Solución 1:   CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.50 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.50 En relación con el problema 5.29, suponga que colocamos la barra de acero dentro del recipiente con su eje longitudinal en posición vertical. ¿El recipiente flotará de manera estable? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.49 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.49 Para el recipiente de hule espuma descrito en el problema 5.28, diga si flotará de manera estable en el agua con su eje vertical. Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.48 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.48 Para el recipiente mostrado en la figura 5.26 y descrito en el problema 5.27, suponga que la flota apenas con toda la semiesfera sumergida y que su centro de gravedad está a 0.65 m de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.47 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.47 Repita el problema 5.46, solo que ahora suponga que agregamos carbón triturado a la barcaza, de modo que ésta se sumerge a una oportunidad de 16.0 pies y su centro de gravedad se eleva a 13.50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.46 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.46 La figura 5.30 muestra una barcaza fluvial utilizada para transportar materiales a granel. Suponga que el centro de gravedad de la barcaza se ubica en su centroide y que ésta flota con 8.00 pies sumergidos. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.45 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.45 Un tambor cerrado, hueco y vacío, tiene un diámetro de 24.0 pulg, longitud de 48.0 pulg y pesa 70.0 lb. ¿Flotará de manera estable si se coloca en posición vertical en el agua? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.44 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.44 El flotador descrito en el problema 5.6 ¿Se mantendrá estable si se coloca en aceite con su superficie superior en posición vertical? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.43 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.43 La boya descrita en el problema 5.5. ¿Tendrá estabilidad si se coloca en el agua con su eje en posición vertical? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.42 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.42 El flotador cilíndrico descrito en el problema 5.4. ¿Tendrá estabilidad si se coloca en el fluido con su eje en posición vertical? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.41 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.41 La plataforma grade que se ilustra en la figura 5.29 lleva equipo y suministró a instalaciones mar adentro. El peso total del sistema es de 450 000 lb, y su centro de gravedad está en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.40 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.40 Un contenedor para un faro de emergencia tiene forma rectangular de 30.0 pulg de ancho, 40.0 pulg de largo y 22.0 de alto. Su centro de gravedad está a 10.50 pulg por arriba de su base.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.39 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.39 Un bloque cilíndrico de madera mide 1.00 m de diámetro y 1.00 m de largo, con un peso especifico de 8.05 kN/m3. ¿Flotará de manera estable en agua, con su eje en posición vertical? Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.38 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.38 La figura 4.55 (capítulo 4) muestra un cilindro sólido asentado en el fondo de un tanque que contiene un volumen estático de fluido. Calcule la fuerza que ejerce el cilindro sobre el fondo del tanque con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.37 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.37 Un cubo que mide 6.00 pulg por lado está hecho de aluminio con peso especifico de 0.100 lb/pulg3. Si se suspende el cubo por medio de un alambre, de modo que la mitad de su volumen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.36 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.36 Describa cómo cambia la situación descrita en el problema 5.35, si el nivel del agua aumenta 18 pulg en la marea alta. Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.35 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.35 Un flotador, en un puerto del océano, está hecho de hule espuma uniforme con peso específico de 12.00 lb/ pie3. El flotador tiene forma de sólido rectangular de 18.00 pulg de ancho y 48.00 pulg de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.34 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.34 Para la balsa de plataforma mostradas en las figuras 5.27 y 5.28, y descritas en los problemas 5.31 y 5.32 ¿Cuál es el peso adicional que sumergiría los tambores y la plataforma? Suponga que no queda…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.33 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.33 Para la balsa que se muestra en la figura 5.27 ¿Cuánto de los tambores quedaría sumergido si sólo soportan a la plataforma?. Consulte los problemas 5.31 y 5.32 para tener más datos. Solución: Solución 1:  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.32 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.32 La figura 5.28 muestra la construcción de la plataforma de la balsa descrita en el problema 5.31. Calcule su peso si está hecha de madera con peso específico de 40.0 lb/pies3. Solución: Solución 1:   CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.31 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.31 La figura 5.27 muestra una balsa hecha con cuatro tambores huecos en los que se apoya una plataforma. Cada tambor pesa 30 lb. ¿Cuál es el peso total de la plataforma (y de cualquier objeto que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.30 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.30 Repita el problema 5.29, pero ahora considere que la barra de acero se sujeta por fuera del fondo del recipiente, en lugar de colocarse dentro. Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.29 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.29 Un recipiente de hule espuma ligero, similar a un vaso desechable de café, pesa 0.05N. Dentro de él se coloca una barra de acero con peso específico de 76.8 Kn/m3, diámetro de 38.0 mm y longitud…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.28 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.28 Un recipiente de hule espuma ligero, similar a un vaso desechable para café, tiene un peso de 0.05N, diámetro uniforme de 82.0 mm y longitud de 150 mm. ¿Cuánto de su altura quedaría sumergido si se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.27 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.27 Un recipiente para llevar a cabo un experimento especial tiene un cilindro hueco en su parte superior y un hemisferio sólido en la inferior, como se aprecia en la figura 5.26. ¿Cuál debe ser el peso…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.26 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.26 Para el cilindro compuesto que se ilustra en la figura 5.25 ¿Cuál es el espesor del latón necesario para hacer que el cilindro flote en la posición mostrada, en tetracloruro de carbono a 25°C? Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.25 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.25 Para el cilindro con el latón agregado (descrito en el problema 5.24) ¿Qué pasaría si el agua se enfriara a 15°C? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.24 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.24 A un peso de latón se le va a sujetar al fondo del cilindro descrito en los problemas 5.22 y 5.23, de modo que el cilindro quedará sumergido por completo, y con flotabilidad neutra en agua…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.23 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.23 Si el cilindro del problema 5.22 se coloca en agua dulce a 95°C ¿Cuánto de su altura quedaría fuera de la superficie? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.22 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.22 El cilindro que se muestra en la figura 5.23 está hecho de un material uniforme. ¿Cuál es su peso especifico?  Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 6…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.21 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.21 Un tronco cilíndrico tiene un diámetro de 450 mm y longitud de 6.75 m. Cuando flota en agua dulce con su eje longitudinal en posición horizontal. 110 mm de su diámetro se encuentran por arriba de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.20 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.20 Un iceberg tiene un peso especifico de 8.72 kN/m3. ¿Qué porción del volumen se encuentra sobre la superficie de agua de mar? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.19 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.19 Un barco tiene una masa de 292 Mg. Calcule el volumen de agua mariana que desplaza cuando flota. Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 6 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.18 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.18 Un cubo tiene lados que miden 18.00 pulg. Está fabricado con acero cuyo peso especifico es de 491 lb/pies3.¿Cuánta fuerza se necesita para conservado en equilibrio bajo mercurio? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.17 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.17 Un cubo tiene dimensiones laterales de 18.00 pulg. Está hecho de acero con peso específico de 491 lb/pies3. ¿Cuál es la fuerza que se requiere para mantenerlo en equilibrio bajo agua dulce? Solución: Solución 1:  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.16 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.16 Una boya va a soportar un paquete de instrumentos de forma cónica, como se ilustra en la figura 5.22. La boya está hecha de un material uniforma con peso específico de 8.00 lb/pies3. Al menos 1.50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS ROBERT L. MOTT 6 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5.14 MECÁNICA DE FLUIDOS MOTT 5.14 Para el hidrómetro diseñado en el problema 5.13 ¿Cuál será la gravedad específica del fluido en el que flotaría el hidrómetro hasta la marca inferior? Solución: Solución 1:   CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO…