13.46 Un globo muy grande con una masa M = 10.0 kg se
infla hasta alcanzar un volumen de 20.0 m3 usando un gas con una
densidad de gas = 0.20 kg/m3. ¿Cuál es la máxima masa m que se puede
atar al globo usando un trozo de soga de 2.00 kg sin que el globo caiga al
suelo? (Suponga que la densidad del aire es de 1.30 kg/m3 y que el
volumen del gas es igual al volumen del globo inflado.)
13.47 El Hindenburg, el dirigible que se incendió en 1937 mientras atracaba
en Lakehurst, Nueva Jersey, era un globo rígido con un marco de
duraluminio lleno con 2.000 · 103 m3 de hidrógeno. Se reporta que la
sustentación útil del Hindenburg (más allá del peso de la estructura misma
del dirigible) fue de 1.099 · 106 N (o 247 000 lb). Use aire
= 1.205 kg/m3, H = 0.08988 kg/m3 y He = 0.1786 kg/m3.
a) Calcule el peso de la estructura del dirigible (sin el hidrógeno gaseoso).
b) Compare la sustentación útil del Hindenburg lleno de hidrógeno (altamente
inflamable) con la sustentación útil que hubiese tenido el Hindenburg lleno
con helio (no inflamable), como se planeó originalmente.
13.48 Se usan pesas de latón para pesar un objeto de aluminio en una
balanza analítica. La medición se efectúa una vez en aire seco y otra vez
en aire húmedo, con una presión de vapor del agua de Ph = 2 · 103 Pa. La
presión atmosférica total (P = 1.00 · 105 Pa) y la temperatura (T = 20.0 °C)
son las mismas en ambos casos. ¿Cuál debería ser la masa del objeto para
que se pueda notar la diferencia en las lecturas de la balanza, dado que la
sensibilidad de la balanza es m0 = 0.100 mg? (La densidad del aluminio es
A = 2.70 · 103 kg/m3; la densidad del latón es B = 8.50 · 103 kg/m3).
13.49 Una fuente lanza agua a una altura de 100. m.
¿Cuál es la diferencia entre la presión del agua justo antes de ser
liberada hacia arriba y la presión atmosférica?
13.51 El agua entra por una tubería con una sección transversal
rectangular con una velocidad de 1.00 m/s. El ancho de la tubería
permanece constante, pero la altura decrece. A veinte metros de la entrada,
la altura es la mitad de lo que es a la entrada. Si la presión del agua a la
entrada es de 3 000. Pa, ¿cuál es la presión 20.0 m corriente abajo?
