Problemas Adicionales
Antes de los dispositivos de almacenamiento digital, como la memoria del teléfono móvil, la música se almacenaba en discos de vinilo con surcos de distinta profundidad cortados en el disco. Un fonógrafo usaba una aguja, la cual se movía sobre los surcos y medía su profundidad. La presión que ejerce la aguja de un fonógrafo sobre un disco es sorprendentemente grande. Si el equivalente a 1,00 g es soportado por una aguja cuya punta es un círculo de 0,200 mm de radio, ¿qué presión se ejerce sobre el disco en Pa?
Las torres de agua almacenan agua por encima del nivel de los consumidores para los momentos de mayor uso, lo que elimina la necesidad de usar bombas de alta velocidad. ¿A qué altura sobre el usuario debe estar el nivel de agua para crear una presión manométrica de ?
El humor acuoso del ojo de una persona ejerce una fuerza de 0,300 N sobre la área de la córnea. ¿Qué presión es esta en mm Hg?
(a) Convierta las lecturas normales de presión arterial de 120 sobre 80 mm Hg a newtons por metro cuadrado usando la relación para presión debido al peso de un fluido en vez de un factor de conversión. (b) Explique por qué la presión arterial de un bebé sería, probablemente, menor que la de un adulto. En concreto, considere la menor altura a la que debe bombearse la sangre.
Las ollas a presión existen desde hace más de 300 años, aunque su uso ha disminuido mucho en los años recientes (los primeros modelos tenían la desagradable costumbre de explotar). ¿Qué fuerza deben soportar los cierres que sujetan la tapa de una olla a presión si la tapa circular es de diámetro y la presión manométrica en su interior es de 300 atm? Ignore el peso de la tapa.
Los huesos de las aves tienen bolsas de aire para reducir su peso, lo que también les confiere una densidad media significativamente menor que la de los huesos de otros animales. Supongamos que un ornitólogo pesa un hueso de ave en el aire y en el agua y encuentra que su masa es de 45,0 g y su masa aparente cuando está sumergido es de 3,60 g (supongamos que el hueso es hermético). (a) ¿Qué masa de agua se desplaza? (b) ¿Cuál es el volumen del hueso? (c) ¿Cuál es su densidad media?
En una medición por inmersión de la densidad de una mujer, se encuentra que tiene una masa de 62,0 kg en el aire y una masa aparente de 0,0850 kg cuando está completamente sumergida con los pulmones vacíos. (a) ¿Qué masa de agua desplaza? (b) ¿Cuál es su volumen? (c) Calcule su densidad. (d) Si su capacidad pulmonar es de 1,75 L, ¿es capaz de flotar sin pisar el agua con los pulmones llenos de aire?
Algunos peces tienen una densidad ligeramente inferior a la del agua y deben ejercer una fuerza (nadar) para mantenerse sumergidos. ¿Qué fuerza debe ejercer un mero de 85,0 kg para permanecer sumergido en agua salada si la densidad de su cuerpo es
El sistema circulatorio humano tiene, aproximadamente, vasos capilares. Cada recipiente tiene un diámetro de, aproximadamente, . Suponga que el gasto cardíaco es de 5 L/min y determine la velocidad media del flujo sanguíneo a través de cada vaso capilar.
La tasa de flujo a través de un radio capilar es . (a) ¿Cuál es la velocidad del flujo sanguíneo? (b) Suponga que toda la sangre del cuerpo pasa por los capilares, ¿cuántos debe haber para transportar un flujo total de ?
El ventrículo izquierdo del corazón de un adulto en reposo bombea sangre a una tasa de flujo de , aumentando su presión en 110 mm Hg, su velocidad de cero a 30,0 cm/s, y su altura en 5,00 cm (todas las cifras se promedian a lo largo de todo el latido del corazón). Calcule la potencia total del ventrículo izquierdo. Tenga en cuenta que la mayor parte de la potencia se usa para aumentar la presión arterial.
Una bomba de sumidero (que se usa para drenar el agua del sótano de casas construidas por debajo del nivel freático) está drenando un sótano inundado a una velocidad de 0,750 L/s, con una presión de salida de . a) El agua entra en una manguera con un diámetro interior de 3,00 cm y sube 2,50 m por encima de la bomba. ¿Cuál es su presión en este punto? b) La manguera pasa por encima del muro de los cimientos, pierde 0,500 m de altura y se ensancha hasta los 4,00 cm de diámetro. ¿Cuál es la presión ahora? Es posible que descarte pérdidas por fricción en ambas partes del problema.
Una solución de glucosa que se administra por vía intravenosa tiene una tasa de flujo de. ¿Cuál será la nueva tasa de flujo si se sustituye la glucosa por sangre total con la misma densidad pero con una viscosidad 2,50 veces superior a la de la glucosa? Todos los demás factores permanecen constantes.
Una arteria pequeña tiene una longitud de y un radio de . Si la caída de presión a través de la arteria es de 1,3 kPa, ¿cuál es la tasa de flujo a través de la arteria? (Supongamos que la temperatura es ).
La angioplastia es una técnica en la que se dilatan las arterias parcialmente obstruidas por la placa para aumentar el flujo sanguíneo. ¿En qué factor debe aumentar el radio de una arteria para que el flujo sanguíneo se multiplique por 10?
Supongamos que el radio de un vaso sanguíneo disminuye hasta el 90,0 % de su valor original debido a los depósitos de placa y que el organismo compensa aumentando la diferencia de presión a lo largo del vaso para mantener la tasa de flujo constante. ¿En qué factor debe aumentar la diferencia de presión? b) Si la obstrucción crea turbulencia, ¿qué efecto adicional tendría sobre la tasa de flujo?