Ejercicio No 7 Fisica General

Temática: Conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad) Ejercicio No 7.

Se ve vert rtió ió me merc rcur urio io en un tubo tubo en U com como se muestra en la figura(a). El brazo izquierdo del tubo tiene sección transversal A1 área de 100 cm! " el brazo derec#o tiene un área de sección transversal transversal A$ de %00 cm!. &es'us se vierten 100 gramos de agua de mar en el brazo derec#o como en la figura (b). a) &eterminar la longitud de la columna de agua en el brazo derec#o del tubo en U. b) &ado que la densidad del mercurio es 1* g+cm, -qu -qu dist distan anci cia a # sale sale el me merc rcur urio io en el braz brazo o izquierdo Datos del Desarrollo del ejercicio ejercicio

 Áreas transversales A1= 10,0 cm2 A2 = 5,00 cm2 Densidad del agua = 1 g/cm^3

/igura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería Ingeniería  a edición Sera"+2eett.

a) &eterminar la longitud de la columna de agua en el brazo derec#o del tubo en U.

Usando la defnición de densidad tenemos h

agua =

m agua  A2 ρagua

Explicación y/o  justifcació n y/o regla utilizada en el proceso realizado:

a !resión en un "uido en re!oso var#a con la !ro$undidad % en el "uido de acuerdo Utili&amos la ecuación'  p= P0 + ρgh

h

100g

agua =

( 1.00 g )

2

5.00 cm

cm 3

hagua =20.0 cm

b) &ado que la densidad del mercurio es 1* g+cm, -qu distancia # sale el mercurio en el brazo izquierdo

a !resión ( en un "uido es la $uer&a !or unidad de )rea *ue e+erce el "uido sore una su!erfcie utili&amos la siguiente

Nombr ombre e y apel apelli lido do del del estudi estudiant ante e ue reali! reali!a a el aporte y tipo de aporte ue reali!a. "er#io $uvan %aredes

ecuación  P=

un volumen de 3g es des'lazado al agregarse agua al tubo de la derec#a

a%ora el volumen adicional de mercurio en el tuo de la i&*uierda i&*uierda es A1%1, dado *ue *ue el volumen volumen total de mercurio no %a camiado  A 2 h2= A1 h

 -enemos  -enemos h2=

 A 1  A2

∗h

.1

Al nivel de la inter$ase g agua n el tuo de la derec%a la !resión asoluta seria  p= P0 + ρ agua g h agua

a !resión en este mismo nivel en el tuo de la i&*uierda est) dado !or  p= P0 + ρ Hg g ( h2 + h )= P0 + ρ agua g h agua

a cual, usando la ecuación .1, se reduce a '  ρ Hg h

[ ] 1

+

 A 1

 A 2

= ρagua hagua

Des!e+amos %

 F   A

h=

ρagua hagua

 ρ Hg

[ ] +

1

 A 1  A 2

l nivel de mercurio se %a elevado una distancia de'

(1.00 h=

g

)( 20.0 cm) 3 cm 13.6 g 10.0 1 ( )( + ) 3 5.0 cm

h =1.28 cm

&bservaciones: