Física CONCEPTUAL
5. La d e n s i d a d del aire en u n a m i n a p r o f u n d a es m a yor q u e en la superficie. El aire q u e llena la m i n a
agrega p e s o y presión en el fondo de la mina; de
a c u e r d o con la ley de Boyle, m a y o r presión de u n
gas equivale a m a y o r d e n s i d a d .
7. La m a s a de la burbuja n o cambia. Su v o l u m e n aum e n t a p o r q u e su presión disminuye (ley de Boyle) y
su densidad disminuye (igual masa, m a y o r volumen).
9. Para empezar, los dos t r o n c o s de caballos q u e se
u s a r o n en la d e m o s t r a c i ó n de los hemisferios de
Magdeburgo fueron p a r a crear a s o m b r o , p o r q u e u n
solo t r o n c o y u n árbol r o b u s t o h u b i e r a n p r o d u c i d o
la m i s m a fuerza e n los hemisferios. Entonces, si d o s
t r o n c o s de n u e v e caballos c a d a u n o p u d i e r a n separar los hemisferios, t a m b i é n p o d r í a u n solo t r o n c o si
se u s a r a u n árbol u otro objeto firme p a r a sujetar el
otro e x t r e m o de la cuerda.
11. Las ventanillas de los aviones s o n p e q u e ñ a s , p o r q u e
la diferencia de p r e s i o n e s e n t r e las superficies intern a y e x t e r n a p r o v o c a n g r a n d e s fuerzas, d i r e c t a m e n te p r o p o r c i o n a l e s a la superficie de la ventanilla. Las
v e n t a n a s m a y o r e s d e b e r í a n t e n e r u n e s p e s o r prop o r c i o n a l m e n t e m a y o r p a r a resistir la m a y o r fuerza
neta; de igual m a n e r a , las ventanillas en los vehículos de investigación s u b m a r i n a s o n p e q u e ñ a s .
13. A c a u s a del vacío d e n t r o de u n cinescopio, c u a n d o
se r o m p e implota. La presión de la a t m ó s f e r a e m p u ja hacia a d e n t r o las p a r t e s del t u b o roto.
15. Una a s p i r a d o r a n o trabajaría e n la Luna. En la Tierra
sí funciona p o r q u e la presión atmosférica arrastra al
polvo hacia la región d e la m á q u i n a q u e tiene m e n o r presión. En la Luna n o hay presión atmosférica
q u e i m p u l s e el polvo hacia n i n g ú n lado.
17. Si el líquido en el b a r ó m e t r o tuviera la mitad de la
d e n s i d a d del m e r c u r i o , p a r a p e s a r igual q u e él se
necesitaría u n a c o l u m n a c o n el doble de altura.
Un b a r ó m e t r o q u e u s a r a ese líquido d e b e r í a t e n e r
dos veces la altura q u e u n b a r ó m e t r o n o r m a l
de m e r c u r i o , m á s o m e n o s 152 c m e n lugar de
76 c m .
19. El m e r c u r i o se p u e d e s u c c i o n a r a u n m á x i m o
de 76 c m de altura c o n u n sifón. Esto se d e b e a q u e
76 c m verticales de m e r c u r i o ejercen la m i s m a presión q u e u n a c o l u m n a de aire q u e se p r o l o n g u e h a s ta arriba de la atmósfera. Visto d e otra m a n e r a , se
p u e d e subir a g u a h a s t a 10.3 m c o n la presión atmosférica. El m e r c u r i o es 13.6 veces m á s d e n s o q u e
el agua, por lo q u e sólo p u e d e subir 1/13.6 veces la
altura del agua.
21. Tomar a g u a c o n u n p o p o t e es u n p o c o m á s difícil e n
la c i m a de u n a m o n t a ñ a . Esto se d e b e a la m e n o r
presión atmosférica, q u e es m e n o s efectiva p a r a impulsar la b e b i d a hacia arriba por el p o p o t e .
2 3 . Debes estar de a c u e r d o c o n tu a m i g o , p o r q u e el elefante desplaza m u c h o m á s aire q u e el p e q u e ñ o glob o lleno de aire. Sin e m b a r g o , los efectos de las fuerzas de flotación s o n cosa aparte. La gran fuerza de
flotación sobre el elefante es insignificante e n rela-
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ción c o n su p e s o e n o r m e . Sin e m b a r g o , la d i m i n u t a
fuerza de flotación q u e a c t ú a sobre el globo q u e tien e u n p e s o d i m i n u t o , sí es i m p o r t a n t e .
2 5 . Los p u l m o n e s , c o m o u n globo inflado, se c o m p r i m e n c u a n d o u n o se s u m e r g e e n el a g u a y se c o m p r i m e el aire q u e c o n t i e n e n . Por sí m i s m o , el aire
n o fluye de u n a región de baja presión a u n a
de m a y o r presión. El diafragma del o r g a n i s m o red u c e la p r e s i ó n e n los p u l m o n e s p a r a permitir
la respiración, p e r o esta c a p a c i d a d se r e d u c e casi
a 1 m bajo la superficie del agua. Se r e b a s a a m á s
de 1 m.
27. El aire t i e n d e a irse h a c i a atrás (ley de la inercia)
y de m o m e n t o se vuelve m á s denso en la parte trasera
de u n automóvil, y m e n o s d e n s o en la p a r t e delantera. C o m o el aire es u n gas q u e o b e d e c e la ley de
Boyle, su presión es m a y o r c u a n d o su d e n s i d a d
es mayor. E n t o n c e s el aire tiene u n "gradiente de
p r e s i ó n " q u e es vertical y horizontal a la vez. El
g r a d i e n t e vertical, d e b i d o al p e s o de la atmósfera,
i m p u l s a al globo h a c i a arriba. El g r a d i e n t e horizontal, d e b i d o a la aceleración, i m p u l s a al globo hacia
adelante. Entonces, el c o r d ó n del globo se inclina e n
á n g u l o . La inclinación del globo s i e m p r e t e n d r á la
dirección de la aceleración. Si se pisan los frenos, el
globo se inclina hacia atrás. Al dar la vuelta, el globo
se inclina n o t a