Primer Taller Unificado 2018-I Calor y Onda

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA 1er TALLER UNIFICADO DE CALOR Y ONDA 2018-I Nota: Nota: estimados estudiantes estudiantes d ebe justificar l as respuestas de cada pregunta 1.

La ecuación de continuidad para el flujo de un fluido ideal. a. Establece que el flujo neto hacia dentro de cualquier elemento pequeño de volumen debe ser cero.  b. Establece que a lo largo de una línea de corriente la energía es constante. c. Establece que la energía es constante en todo el fluido. d. Sólo se aplica a un flujo irrotacional.

2.

Un bote sufre de una filtración de agua, después de que sus pasajeros son rescatados, rescatados, eventualmente se hunde al fondo del lago. Cuando el bote está en el fondo, la fuerza normal sobre el bote es: a) Mayor que el peso del bote  b) Igual al peso del bote c) Menor que el peso del bote d) Igual al peso del agua desplazada

3.

Un fluido ideal fluye a través de un tubo horizontal que tiene un diámetro que varía a lo largo de su longitud. La suma de la presión y la energía cinética por unidad de volumen en diferentes secciones del tubo: a) Decrece conforme el diámetro del tubo se incrementa b) Aumenta conforme el diámetro del tubo se incrementa c) Aumenta conforme el diámetro del tubo disminuye d) Permanece igual conforme el el diámetro del tubo tubo cambia.

4.

Usted observa dos globos de helio que flotan juntos en los extremos de cuerdas sujetos una mesa. La superficie de estos globos situadas una frente a otra están separadas de uno a dos centímetros. Usted sopla en este espacio que hay entre los globos. ¿Qué le pasa a los globos? a) Se mueven uno hacia el otro.  b) Se alejan uno del otro c)  No son afectados d) Cambian aleatoriamente de posición. Se alejan o acercan. 5. En un flujo turbulento: a) La transferencia de cantidad de movimiento sólo es a escala molecular.  b) Las partículas del medio se mueven en forma ordenada. c) Las fuerzas de cohesión son más efectivas que la transferencia de cantidad de movimiento para generar los esfuerzos cortantes. d) Las capas de fluido se mueven suavemente unas de otras.

Ejercicios 1. Un vaso de precipitados de 1.00 kg que contienen dos puntos 2.00 kg de petróleo (densidad 916 kg/m 3) se apoya sobre una báscula. Un bloque de 2.00 kg de hierro se suspende de una báscula de resorte y se sumerge por completo en el petr óleo. Encuentre las lecturas en ambas básculas en el momento del equilibrio.

2. Cuando el agua se congela se expande cerca del 9.00%. ¿Cuál sería el incremento de  presión dentro del bloque de motor de un automóvil si el agua en él se congelara? El modulo volumétrico del hielo es de 2.00 x 10 9 N/m2.

3. Un depósito cilíndrico de 0.5 m de radio y 1.2 m de altura está lleno de agua (considere el agua como un fluido real, es decir, el flujo es viscoso) y posee un orificio, en su parte inferior, conectado a un conducto de 0.2 m de longitud y 2 mm de radio. Determina la velocidad de salida del agua en función del tiempo,

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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA COORDINACION DEL ÁREA DE FÍSICA 1er TALLER UNIFICADO DE CALOR Y ONDA 2018-I medida desde que se empieza a vaciar el depósito. (Desprecia la velocidad del agua en el interior del depósito.)

4. Un sifón de diámetro uniforme se usa para dr enar agua de un tanque, como se muestra en la figura. Suponga flujo estable sin fricción. Tome la gravedad como 10 / 2 , la densidad del agua 1000 kg/m 3 y la presión atmosférica como 100000 Pa.

5. La presión en una sección de 2.5 cm de diámetro en una tubería horizontal es de 1.8x10 5 Pa. El agua fluye a través de una tubería con una rata de flujo de 3.0x10 -2 m3/seg. cual deberá ser el diámetro de una sección más estrecha de la tubería para que la presión sea la atmosférica.

6. Sea una esfera de radio la unidad, sumergida parcialmente en agua. Se conoce que, en la posición de equilibrio, el punto de tangencia del casquete esférico que sobresale del líquido con el eje de abscisas que  pasa por el centro de la esfera forman un ángulo de 45 grados. Determine la densidad del material de que está compuesta la esfera.

7. Un líquido fluye a través de una manguera de diámetro 2.74 cm que llena una cubeta de 25.0 litros en 1.50 minutos. Si la diferencia de presión entre los extremos de la manguera es 10 bar y la longitud es de 1 km. ¿Cuál es la viscosidad del líquido? Diga si el flujo es laminar o turbulento.

8. Un avión tiene alas con una área de 6.00 m 2 cada una, diseñadas de tal manera que el flujo de aire sobre la parte superior del ala sea de 245 m/s y por debajo es 100 m/s. Encontrar la masa del avión de manera de la sustentación soporte su peso.

9. Para extraer agua de un depósito elevado se utiliza una manguera de ½ pulgada de diámetro, tal como se muestra en la figura. Si la superficie libre del agua en el depósito se encuentra a 4,5 pies del suelo y el extremo más bajo de la manguera está a 2 pies del suelo, determine: a) El tiempo necesario para llenar un recipiente con 10 L de agua. b) La presión manométrica en el punto más elevado de la manguera, el cual se encuentra a 5 pies del suelo. Nota: Considere constante el nivel de agua en el depósito elevado.

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10. Un manómetro diferencial está unido a dos secciones rectas A y B de una tubería horizontal por la que circula agua. La lectura en el nanómetro de mercurio es de 0.60 m, siendo el nivel más cercano a A el más  bajo. Calcular la diferencia de presiones entre A y B en kg/cm 2.

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