UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA TRABAJO ENCARGADO N3

FACULTAD DE INGENIERA GEOLOGA

PROBLEMAS DE FLUIDOS

1. Consideremos el movimiento de un objeto de volumen V y masa M que cae a travs de un fluido con viscosidad cero (sin rozamiento).

Dibuja las fuerzas que actan sobre el cuerpo. La aceleracin del objeto en cada es independiente de su masa?, y de su volumen?

2. Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor. Calcular la superficie mnima que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un nafrago de 70 kg. La densidad del corcho es de 0.24 g/cm2.

Nota: entendemos por superficie mnima la que permite mantener al hombre completamente fuera del agua aunque la tabla est totalmente inmersa en ella.

Lic. Rodrigo Leandro Nima Maza

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3. Un cable anclado en el fondo de un lago sostiene una esfera hueca de plstico bajo su superficie.

El volumen de la esfera es de 0.3 m3 y la tensin del cable 900 N.

Qu masa tiene la esfera? El cable se rompe y la esfera sube a la superficie. Cuando est

en equilibrio, qu fraccin del volumen de la esfera estar sumergida?. Densidad del agua de mar 1.03 g/cm3

4. Un depsito de agua est cerrado por encima con una placa deslizante de 12 m2 y 1200 kg de peso. El nivel del agua en el depsito es de 3.5 m de altura. Calcular la presin en el fondo. Si se abre un orificio circular de 5 cm de radio a medio metro por encima del fondo, calclese el volumen de agua que sale por segundo por este orificio. (Se considera que el rea del orificio es muy pequeo frente al rea del depsito).

Dato: la presin atmosfrica es de 105 Pa

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5. La prensa hidrulica de la figura est formada por dos depsitos cilndricos, de dimetros 10 y 40 cm respectivamente, conectados por la parte inferior mediante un tubo, tal como se indica en la figura. Contienen dos lquidos inmiscibles: agua, de densidad 1 g/cm3 y aceite 0.68 g/cm3.

Determinar el valor de la masa m para que el sistema est en equilibrio.

Tomar g=9.8 m/s2.

Presin atmosfrica = 101293 Pa.

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6. El depsito de la figura contiene agua.

a) Si abrimos la llave de paso, qu altura tendr el agua en cada lado del depsito cuando se alcance el equilibrio?

b) qu cantidad de agua pasar de un recipiente al otro hasta que se alcance el equilibrio?

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7. De un gran depsito de agua, cuyo nivel se mantiene constante fluye agua que circula por los conductos de la figura hasta salir por la abertura D, que est abierta al aire. La diferencia de presin entre los puntos A y B es P B - PA = 500 Pa.

Sabiendo que las secciones de los diferentes tramos de la conduccin son SA= SC = 10 cm2 y SB=20 cm2, calcular las velocidades y las presiones del agua en los puntos A, B, C, de la conduccin.

La presin en C es la atmosfrica, igual a 105 Pa.

8. Para saber la velocidad del agua en una tubera empalmamos en ella un tubo en forma de T de menor seccin, colocamos tubos manomtricos A y B, como indica la figura y medimos la diferencia de altura (5 cm) entre los niveles superiores del lquido en tales tubos.

Sabiendo que la seccin del tubo estrecho es 10 veces menor que la tubera, calcular la velocidad del lquido en sta.

Calclese el gasto, si el rea de la seccin mayor es 40 cm2

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9. El gasto en una tubera por la que circula agua es 208 l/s. En la tubera hay instalado un medidor de Venturi con mercurio como lquido manomtrico. Si las secciones de las tuberas son 800 y 400 cm2,

Calcular el desnivel h que se produce en el mercurio. Dato: densidad del mercurio 13.6 gr/cm3

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PROBLEMAS PROPUESTOS A) MANOMETRIA 1. Para el tanque que se muestra en la figura,

determine la lectura H del manmetro.

2. Determine la diferencia de presin entre la

tubera de agua y la tubera aceite que se muestra en la figura.

3. La presin baromtrica es de 758 mm de

mercurio. Determine le valor de h.

4. Si el manmetro indica lo mostrado, determine

px.

5. Calcular p x p y para el manmetro de tubo en U invertido mostrado en la figura.

6. Predecir la lectura del manmetro despus de

que se haya colocado sobre el platillo un peso de 1 N. Suponer que no hay fuerza de friccin ni fuga entre el mbolo y el cilindro.

7. Calcular la lectura del manmetro

8. Calcular la magnitud y la direccin de la

lectura del manmetro cuando la vlvula est abierta, los tanques son muy grandes en comparacin con los tubos del manmetro.

9. La indicacin del manmetro es de 150 mm

cuando el tanque est vaco (superficie del agua en A). Determine la lectura del manmetro cuando el tanque se llene con agua.

Fsica II Esttica de Fluidos Lic. Rodrigo Leandro Nima Maza

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