Un nadador tiene un snorkel utiilzado para explorar debajo del agua y quiere evaluar si es posible respirar con el mismo, pero se debe tener en cuenta que la presión del agua es opone a la dilatación del pecho e inflado de los pulmones. Suponga el siguiente experimento, tumbado en el suelo con un peso encima de l pecho de 350 N, averigue a que profundidad debajo del agua puede el nadador aún respirar, si la superficie del pecho es de 0,08 m2?.
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Analizando las características del experimento, tenemos que el nadador aún puede respirar a una profundidad de 0.4375 metros.
¿Cómo se calcula la presión?
Matemáticamente, tenemos que la presión es una relación entre fuerza y área:
P = F / A
Donde:
- P = presión
- F = fuerza perpendicular a la superficie
- A = área
¿Cómo se calcula la presión hidrostática?
La presión hidrostática se calcula mediante la siguiente ecuación:
Ph = ρ·g·h
Donde:
- Ph = presión hidrostática
- g = gravedad
- h = profundidad
- ρ = densidad
Resolución del problema
Inicialmente, calculamos la presión que siente el pecho del nadador:
P = 350 N / 0.08 m²
P = 4375 Pa
Ahora, con la ecuación de presión hidrostática buscamos la profundidad:
426.83 Pa = (1000 kg/m³)·(10 m/s²)·h
h = 0.4375 m
Con los datos propuestos, tenemos que el nadador aún puede respirar a una profundidad de 0.4375 m.
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