Buenas. Ahi va el ejercicio.
Un bloque cúbico de madera de 10 [cm] de arista y 0,5 [gr/cm^3] de densidad flota en una vasija con agua. Se vierte aceite (cuya densidad es de 0,8 [gr/cm^e]) en la vasija, hasta que la parte superior de la capa de aceite está a 4 [cm] por debajo de la parte superior del bloque. Determinar:
a) La profundidad del aceite.
b) La presión manométrica existente en la cara inferior del bloque.
Los resultados deberían dar para el punto a) 5 [cm] y para el punto b) 490 [Pa]
Gracias de antemano.
Empleamos el sistema CGS (centímetro-gramo-segundo) de unidades.
Observa que la porción de bloque sumergido en agua tiene volumen: Va = 10*10*x = 100x (en cm3).
Observa que la porción de bloque sumergido en aceite tiene volumen: Vc = 10*10*y = 100y (en cm3).
Observa que el volumen del cuerpo es: V = 10*10*10 = 1000 (en cm3).
Luego planteamos las magnitudes de las fuerzas intervinientes, que tienen todas direcciones verticales, el Peso hacia abajo y los Empujes hacia arriba:
P = ρVg = 0,5*1000*980 = 490000 (peso del cuerpo, en dinas);
Ea = ρaVag = 1*100x*980 = 98000x (empuje del agua sobre el cuerpo, en dinas);
Ec = ρcVcg = 0,8*100y*980 = 78400y (empuje del aceite sobre el cuerpo, en dinas).
Y observa que la relación entre las alturas es: x + y + 4 = 10,
de donde podemos despejar:
x + y = 6 (en cm).
Luego, planteamos la condición de equilibrio y queda:
Ea + Ec - P = 0, sustituimos y queda:
98000x + 78400y = 490000
x + y = 6.
Luego, solo queda que resuelvas el sistema de ecuaciones.
Agregamos una imagen.
Espero haberte ayudado.