A una altura de 10 Km (33,000pies) sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es de aprox 210 mm de mercurio. ¿Cuál es la fuerza normal resultante sobre una ventana de 600 cm2 de un avión que vuela a esa altura? Suponga que la presión dentro de la nave es de 760 mm de mercurio. La densidad del mercurio es de 13600 Kg/m3. POR FAVOOOOOOOOOOOOOR!!! GRACIAS!
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Paulina:
La presión de un avión en vuelo a esa altura se acondiciona para que los pasajeros puedan respirar normalmente y otras funciones fisiológicas se desarrollen normalmente, pero no lo presurizan a la presión atmosférica normal sino menos, o sea que es improbable que en un caso real tenga 760 mm Hg dentro del avión a esa altura. El motivo es que el ser humano tolera menos presión y para el avión significa menor esfuerzo en su estructura que no se lo presurice tanto.
Hecho el comentario respetemos el enunciado, y lo que tienes es:
pi = presión interna = 760 mm Hg
pe = presión externa = 210 mm Hg
Av = área de la ventanilla = 600 cm² = 0,0600 m²
La fuerza neta sobre la ventanilla (ventana) es:
F = (pi - pe) Av
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Para que se pueda aplicar debemos pasar las presiones a unidades compatibles, lo cual se hace como:
p = d g h = densidad × gravedad × altura de referencia
donde llamo altura de referencia a la altura en mm Hg porque es la escala de referencia elegida.
hi = altura en mm Hg = 760 mm = 0,76 m
he = altura externa en mm Hg = 210 mm = 0,21 m
(Nota: es correcto poner pi = 760 mm Hg porque es una medida equivalente aceptada de presión, pero técnicamente es una altura que representa esa presión en altura de columna de un cierto líquido)
Entonces:
pi = 13600 kg/m³ × 9,8 m/s² × 0,76 m = 101293 Pa (la p atm normal se considera 101325 Pa, pero aceptamos este valor aproximado)
pe = 13600 kg/m³ × 9,8 m/s² × 0,21 m = 27989 Pa
F = (101293 - 27989) N/m² × 0,0600 m² = 4398 N → respuesta
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Nota2: directamente la presión de mm Hg a Pa=N/m² se puede convertir por una proporción o regla de tres, sabiendo que 1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa, haciendo:
760 mm Hg = 101325 Pa
210 mm Hg = 101325 Pa × 210/760 = 27998 Pa
(da muy poca diferencia, no es significativa)
Con estos valores la fuerza da 4400 N, pero no es mucha diferencia. Además pedían usar la densidad del mercurio.
Saludos!
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que flojera :/
aslo tu descerebrado