UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS FACULTAD DE INGENIERIA 1er Semestre 2015
CURSO: MECANICA DE FLUIDOS CAT: Ing. Luis Sandoval M.
Auxiliar: Rocio Monterroso
TAREA PREPARATORIA “GASES” “COMPUERTAS PLANAS” “COMPUERTAS CURVAS” “EMPUJE Y ESTABILIDAD” ESTABILIDAD”
PROBLEMAS DE TAREA , TEMA: ECUACION DEL GAS IDEAL
1.30: 3.25 kg/m³, 0.13kg 1.31: 0.2951 lb f /p³ /p³ 1.32: 3kg/m³
Un gas se encuentra inicialmente sometido a una presión de 14 psi y a una temperatura de 30ºF. Se le somete a una presión isotérmica hasta llegar a los 25 psi. Posteriormente se le somete a un aumento de temperatura isobárica (manteniendo la presión constante) hasta llegar a los 70ºF, en ese punto la densidad absoluta es de 0.05slug/p³. Determinar: - La constante del gas (sist. Ingles) - La densidad absoluta, el peso específico y el volumen específico al comenzar la compresión.(sist. Ingles).
Se comprime isotérmicamente un volumen de oxígeno de 2 a 1.2 m3, al finalizar la compresión se observa que la masa final es de 6 kg. Determinar la presión absoluta ( en kPa y cm de mercurio) que fue necesaria para realizar la compresión. Roxígeno=259.75 N-m/kg-0K. La temperatura es de 300C. R/157.41 kpa, 118cmHg
R/ 8.4 psi R/64°C,337K, 146.7°F
R/es Oxígeno R/1.51 m³
PROBLEMAS DE COMPUERTAS PLANAS Y CURVAS 1 En la cortina vertical de un depósito hidráulico s e instala una compuerta rectangular, como se ilustra en la figura. Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre la compuerta y la ubicación del centro de presión. Además, calcule la fuerza sobre cada uno de los dos pestillos mostrados. (485.2 lb en cada pestillo)
2 Un bloque cúbico de madera
puede girar en torno a una de sus aristas, el bloque está en equilibrio cuando se encuentra sumergido en agua, como se muestra en la figura. Determine la profundidad “d” correspondiente al equilibrio. La densidad relativa de la madera es 0.572, trabaje las fuerzas en libras.
3 Determinar la magnitud de la fuerza hidrostática sobre la superficie inclinada AB ejercida por los dos fluidos y la presión de aire, así como el punto de aplicación de la misma. El tanque mide 1.2 m de ancho encontrar F y dcp (Fagua:751.95 kN, dcp: 1.35 m medidos a partir del punto B)
4 Calcule el ancho del muro de hormigón necesario para prevenir que el muro no sufra ningún deslizamiento. El ɤ del hormigón es 23.6 kN/m³ y el coeficiente de rozamiento entre la base del muro y el terreno de cimentación es 0.42. utilícese 1.5 como coeficiente de seguridad contra el deslizamiento. ¿Estará también asegurado contra el vuelco? (3.09 m ; Síestaráasegurado)
5 El eje de la compuerta mostrada en la figura fallará con un momento de 150kN-m. Determinar el valor máximo de la profundidad del líquido h. (h = 3.09 m)
6 Para la compuerta mostrada la cual esta compuesta por un rectángulo y un medio circulo, determine la magnitud de la fuerza hidrostática hecha ejercida por el agua, determine el punto de aplicación (centro de presión) de dicha fuerza medida desde la articulación “A” . También determine el peso que debe tener la compuerta (el cual está ubicado en el centro de gravedad de la misma) para que se mantenga en la posición mostrada. (FH2O = 14.49 Toneladas, ubicada a 1.3 metros a partir de A, Wcompuerta : 19.3 Toneladas)
7 La figura muestra un tanque de agua con un tubo circular conectado en su fondo. Una compuerta circular sella la abertura del tubo para impedir el flujo. Para drenar el tanque se utiliza una polea que abre la compuerta. Calcule la fuerza necesaria que debe ejercer el cable de la polea a fin de abrir la compuerta (Tensión del cable: 122.94 lb, F uerza del agua: 120.06 lb)
8 La presa de la figura, tiene un puntal AB cada 6mt, Determinese la fuerza compresiva en el puntal AB, descartando el peso de la compuerta. (495 kN)
9 Determine la magnitud de la fuerza resultante sobre la com puerta mostrada. La superficie tiene 5 pies de largo. (Fhorizontal: 67437 lb, Fvertical: 99925 lb)
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11582.5 kg*m en contra de las agujas del reloj.
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PROBLEMAS PARA LA TAREA DE EMPUJE Y ESTABILIDAD. ¿Qué longitud debe tener un tablón de madera de 76.2 mm por 304.8 mm de sección, y densidad relativa 0.5 para que en agua salada (peso específico 1010 Kg/m 3) soporte encima a un niño que pesa 445 newton? R// 3.83 m.
Dos cubos del mismo tamaño, 1m 3, uno de S = 0.8 y otro de S = 1.1, se conectan mediante un cable corto y se localizan en agua. ¿Qué porción del cubo más liviano se encuentra por encima de la superficie de agua y cual es la tensión del cable? R// 0.1m, 980.4 N.
R//
R// 2.03 MN
R// 25.2x10³ m³
R// 126.96 lb
Un cilindro de madera sólido tiene 0.61metros de diámetro y una altura de 1.22 metros. La D.R. de la madera es 0.6 ¿Será estable el cilindro si se coloca verticalmente en aceite? D.R. aceite = 0.85 R// No es estable. En la figura se presenta un lanchón de río que se utiliza para llevar materiales voluminosos. Suponga que el centro de gravedad del lanchón se encuentra en su centroíde y que este flota con 8 pies sumergidos. Determine su ancho mínimo que asegurará su estabilidad en agua dulce. R// 27.7 pies
