ESCUELA SUPERIOR POLITEChIICA DEL LITORALrNsrrruro DE crENCrAis rÍsrc¡.s

r'Ísrc¡. n DEBER # 3HTDRoDTNÁrtllrcn

1. Una manguera de jardín tiene un diámetro interior de 2 cm y se conecta con un aspersor de césped queconsiste en un tarro con 10 agujeros, cada uno de 0,1 cm de diámetro. Siel agua en la manguera tieneuna velocidad de 1 m/s, ¿con qué velocidad sale de los agujeros del aspersor? (40 m/s)

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2. Una cañería de área 4 cm2 que conduce un fluido de densidad 0,8 g/cm3,estrangulación cuya área es de 1 cm2

tiene una

a) Si la velocidad del fluído en la sección mayor es de 5 m/s, ¿cuál es la diferencia de presión del fluidoentre la sección mayor y menor? {150.000 Pa}b) ¿Cómo se podría medir esta diferencia de presión? ¿Qué utilidad tendría el dispositivo así instalado?

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3' El agua de abastecimiento que tlega a una casa fluye con una velocidad de 0,10 m/s por una tuberíade 21 mm de diámetro interno.a) ¿Cuál será la velocidad del agua en un punto en que la tubería se reduce a un diámetro de 7 mm?(0,9 m/s)b) ¿Cuál es la masa y el volumen de agua que llega a la casa en 60 segundos? (2026 kg)

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4. Una corriente de agua circula por una tubería vertical de sección variable. En donde la seccióntransversalesde 4 x10-5 m2 la presión esde200000N/m2y la velocidad delfluido esde1,5m/s.En un punto 3 metros más alto que el anterior, la sección transversal es de 12 x 10 5 m2.

{0,5 m/s)('|,,7 x 105 Pa)

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a) Hallar la velocidad del fluido en el punto más alto.b) Calcular la presión en el punto más alto.

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5- Un géiser del Tatio (norte de Chile) lanza un chorro de agua hasta una altura de 40 metros. ¿Cuál esla velocidad en la boca del géiser? Si el diámetro de la boca es 10 cm, ¿Cuántos litros de agua porsegundo lanza elgéiser? (28 m/s ; 220 lUs)

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ffi6. ¿Con qué veloc¡dad sale el agua de un tanque de 5

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(7,7 m/s)

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7. Un tambor cilíndrico cuya sección transversal es A1 tiene en el fondo unagujero de área 42.

a) Demuestre que si se le echa agua hasta una altura H, la velocidad vzcon que sale el agua por el agujero es:

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Tb) Si el diámetro deltambor es 30 cm y se llena de agua hasta una altura h = 1 metro, ¿con qué velocidad

sale el agua por un agujero en elfondo cuyo diámetro es muy pequeño comparado con el diámetrodeltambor? (4,4 m/s)

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8. Mediante un sifón se extrae agua de undepósito tal como muestra la figura.

a) ¿Cuál es la velocidad del agua enel extremo del sifén si éste tieneuna sección mucho menor queelárea deldepósito?

b) ¿Cuál es la presión delagua enel punto más alto de la mangueraque se usa como sífón?

c) ¿Cuál es elmáximo valor posible dela altura h que permite funcionar al sifón?

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9. Un avión con las siguientes características vuelahorizontalmente a una velocidad de 100 mls.Peso del avión: 37500 N.Area inferior de cada ala: 3 m2

Sabiendo que la densidad del aire a la altura quevuela es 1 kg/m3, haga una estimación de lavelocidad del aire sobre la superficie superior de cadaala.(R = 150 m/s)Indique los supuestos y simplificaciones que ha establecido.

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10'E|gaStoenunatuberíaporlaquecirculaaguaes208cm3/s'En|atubéría hay instalado un medidor de Venturi con mercurio como --t--- --r---líquido mañométrico. Si las áreas de las tuberías son 800 cm2 y 400

cm2 respectivamente, Calcular el desnivel f, que^ se produce en el

mercurió. Dato: densidad del mercurio 13.6 $ricm3

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11.Se perfora un pequeño hoyo en el costado de unrec¡piente lleno de agua a 1m de altura.¿Cuál es la distancia horizontal a la que llega el agua?

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12. Un caudal de 0.05m31s de agua fluye continuamente deun tanque abierto. La altura del punto 1 es de 10m, y ladel punto 2 es 2m. El área transversal en el punto 2 esde 0.03m2. El área del tanque es muy grandecomparada con el del tubo. Calcule la presiónmanométrica en elpunto 2

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13. Un rec¡piente abierto muy ancho, descarga agua por unatubería de espesor constante, en el punto A. La secciónde la tubería es de 4cm2

Calcule la cantidad de agua que descarga por unidad de tiempo.(fluido ideal)Calcule la presión en el punto B

Nota. El punto B se encuentra en el punto medio delducto inclinado

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14. Un liquido de densidad p fluye continuamente de un

tanque abierto. Analizando los puntos 1,2,3 (ver gráfico)y sabiendo que el área transversal del tanque es muygrande comparado con eltubo, cual opción es conecta'

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15. Tenemos un depósito circular, abierto, muy grande,y de paredes verticales, lleno de agua hasta unaaltura de 24,13 m. Se practica un agujero a unadistancia de 4,13 m de la superficie del agua, en lapared vertical. Calcular: 24.13m

a) La velocidad de salida del fluido en el inst¿nte

inicial.b) ¿A qué distancia de la superficie lateral del

depósito, chocará con el suelo el chorro de agua?

c) ¿ A qué distancia por debajo de la superficie del

agua, podría hacerse un segundo agujero de igual

diámetro, tal que el chorro que salga por é1, tenga el

mismo alcance que el que sale por el primero?.(9mls;18.18m; 20m)

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16, En la figura se presenta una botelfa cilíndricacenada y un tubería acoplada a la botella, ambosde paredes rígidas. El conjunto contiene un

liquido (p = 72150 kg/m3¡ que se quiere imputsarpara que circulando por la tuberia salga por suextremo "A'con un caudal"q{'

d) Calcular la velocidad a que sale el líquido por"A"o para que e1 caudal sea 10-' m'ls-

e) Calcular la velocidad a que desciende el nivel dellíquido dentro de la botella, en ftinción de lavelocidad Z.¿ de salida del líquido por'.A".

q Calcular la presión'"p1" del gas en el iastarteinicial, para que la salida del líquido por'oA" se

tenga el caudal deseado.Resp: Va:5m/s Vb:Va/400 Pr:l.25x10'Pa

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17. Un reservorio grande contiene agua y tiene en suparte inferior dos discos paralelos uniformementeespaciados de 300mm de radio, mostrados en lafigura. Si la fricción es despreciable encuentre:

a) ¿Cual es Ia velocidad de descarga a la salida? != o _ - __,.b) ¿Cual es el caudal a la salida?c)¿Cual es la presión en el punto C a una distancia de ,J= -150mm del eje cenffal del reservorio?

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18. Agua fluye libremente a traves de la tuheria dela figura. Si el diametro de su secc¡ón grandees de 10cm y su sección pequeña tíene undiametro D

¿Escriba una expresión para la relación develocidades en función unicamente de D?¿Cuál es la diferencia de presiones entre lospuntos I y 2?

¿Cual es el caudal que sircnla pür la tübsrfaexpresado en funcion unicamente de D ?

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19. Agua sale de una tubería conectado cer€ de la parteinferisr de un tanque muy grande, como se muestrir en tafigura. Todo el s¡stema está rodeado por a¡re a unapres¡ón de 1 atm . Encontrar:

a) La presión absoluta del punto A, situado muy lejos de lasalida de agua.

b) La velocidad del agua saliendo de la tubería en el punto B.

c) n:- caudal del agua saliendo de la tuberíaResp: P: 160.I kPa V: 10.84 m/s Q:0.0034 m3/s

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20. Dos tanques A y B, cilíndricos de 2 m dediámetro clu tienen pres¡ones constantesy se conectan por rnedio de una tuberiade 50 mm de diámetro la cual tiene unaválvula de compuerta que Permitecontrolar el flujo.

Considere para las pteguntas a) y b) fluido ideala) Si se cierra completamente ia válwla. ¿Cuál

es la presión en la tr¡bería a la salida del

tanque A?.b) Si ahara se abre completamente la válvula ,

¿Cuál es la velocidad de descarga del agua en

el tanque B?

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21. Una aguja hipodérmica cont¡ene unmedicamento con la densidad del agua. El

barril de la jeringa tiene un área desección transversal A= 2.50x1ü5 m2 y laaquia un área de sección transversal -'

altxto-t m2. En ausencia de unafuerza sobre el émbolo, la presión entodas partes es de 1 atm. Una luerzaF=2N se apl¡ca sobre el émbolo, haciendohorizontalmente de ta aguia"conforme ésta deja la Punta de la

tJque el medicamento salga a chorro

Determine la rapidez de la medicinaaguja.(v=12.65 m/s)

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22. La figura muestra un tanque de aguacon una válvula en el fondo. Si esta válvula A

se abre. ¿Cuál es la máxima altura quealcanza la cqniente de agua al salir del ladoderecho del tanquq? Suponga que h=10m',A : _ Válr{la,L= 2m y q= 30"; el área de la sección ü"

transversal en A es muy grande comparadacon la de B.(y=2.748 ml

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23. De un extintor contra incendios saleagua bajo presión de a¡re como se muestraen la figura. ¿Qué presión de airemanürrrétrica $e requiere en el tanque(arriba de la atmosférica) para que el chorrode agua tenga una rap¡dez de 30 m/scuando el nivel de agua está a S,500 mdebajo de la boquilla?(Pm=455KPa)

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