Examen de Física UB 2012 · 1a Prova d'Avaluació Continuada (Novembre 2012)

Qüestió 1. Pressió hidrostàtica en un dipòsit amb dos líquids

Es disposa d'un recipient cilíndric sense coberta superior (obert a l'aire lliure) que té 2 m de radi i 10 m d'alçària total. El dipòsit conté aigua ($\rho_a = 1\text{ g/cm}^3$) al fons fins a un nivell de 5 m, i per sobre hi ha una capa d'oli ($\rho_{\text{oli}} = 0{,}92\text{ g/cm}^3$) que omple els 5 m restants. Quin és el valor aproximat de la pressió absoluta a la base del recipient?

Qüestió 2. Flotabilitat del gel en l'aigua

Tenint en compte que l'aigua manté inalterada la seva composició molecular en passar a estat sòlid, a quin motiu físic es deu que el gel suri sobre l'aigua líquida?

Qüestió 3. Alçada d'una transfusió a la Lluna

Considerem el cas d'un astronauta que requereix rebre una transfusió intravenosa a la Lluna ($g = 1{,}6\text{ m/s}^2$). Sabent que a la Terra el recipient de sang s'ha de suspendre a $1{,}5\text{ m}$ d'alçada respecte del braç per assegurar un flux d'entrada determinat a la vena, a quina distància vertical sobre el braç caldrà disposar la bossa per tal de reproduir exactament el mateix cabal?

.

Qüestió 4. Equació de continuïtat en canonades ramificades

A través de dos conductes de regadiu d'àrea de pas transversal $S$ circula aigua a velocitats respectives $v_1$ i $v_2$. Aquests dos tubs convergeixen en un col·lector més ample, el qual més endavant es ramifica en dues noves canonades de secció reduïda $S/2$ cadascuna. Si se sap que per una d'aquestes branques d'eixida el fluid es mou a velocitat $v_1$, quina és la velocitat que adquireix el fluid a la branca de sortida restant?

.

Qüestió 5. Teorema de Bernoulli en canonada de descàrrega

El líquid contingut en un gran dipòsit es buida a través d'una canonada que presenta diferents cotes i estrangulamients, tal com es representa a la figura següent:

Si es negligeixen els efectes de la viscositat del fluid, en quin dels punts indicats és mínima la pressió?

Qüestió 6. Força d'arrossegament sobre un salmó

La força de resistència hidrogràfica (arrossegament) a la qual està sotmès un salmó de prop de 2 kg de massa mentre neda a una velocitat d'1 m/s en aigua ($\eta_{\text{aigua}} = 10^{-3}\text{ Pa}\cdot\text{s}$) és:

Qüestió 7. Sedimentació d'una micropartícula en un fluid

Si es col·loca una petita partícula sòlida de mida micromètrica a l'interior d'un medi fluid viscós que posseeix menor densitat que el sòlid, aquesta decanta cap al fons amb una velocitat que ràpidament esdevé...

Qüestió 8. Balanç tèrmic de fusió del gel

Es disposa d'un bloc de gel de massa 1 kg que es troba a 0 °C. Si se li subministra una energia tèrmica de 100 kJ, quina serà la temperatura que tindrà en assolir l'estat final?

Dades: $C_{\text{gel}} = 2088\text{ J}/(\text{kg}\cdot\text{K})$, $C_{\text{aigua}} = 4169\text{ J}/(\text{kg}\cdot\text{K})$, calor latent de fusió $L_f = 332\text{ kJ/kg}$.

La potència calorífica que dissipa per conducció un organisme viu exposat a un entorn fred:

Qüestió 10. Radiació solar i llei de Stefan-Boltzmann

Si la temperatura a la superfície solar fos una cinquena part de la que té actualment, quina fracció de la potència actual rebria, aproximadament, la Terra procedent de la radiació del Sol?