Tp Mecamica de Los Fluidos

Trabajo Practico Evaluatorio de Mecánica de los Fluidos EPET N°21 03/08/2017 Feca de entre!a 10/08/2017 Pro"# $n!% &o'in E''anuel (rence

)idrostática 1) a) ¿Cuál es la diferencia entre presión manométrica y presión absoluta?  b) Alguien afirma que la presión absoluta en un líquido de densidad constante se duplica cuando se duplica la profundidad. ¿stá usted de acuerdo?

!) "e transporta lec#e con una densidad de 1 $!$ %g&m' sobre una carretera #ori(ontal en un tanque cilíndrico de  m de largo y ' m de diámetro. l carro*tanque está completamente lleno con lec#e +no e,iste espacio de aire) y se acelera a !.- m&s ! . "i la presión mínima en el carro tanque es de 1$$ %a/ determine la presión má,ima.

') "e dice que Arquímedes descubrió su principio mientras se ba0aba/ ya que estaba pensando cómo podría determinar si la corona del rey erón era en realidad de oro puro. Cuando estaba en la tina de ba0o/ concibió la idea de que podía determinar la densidad promedio de un ob2eto irregular pesándolo en el aire y también en el agua. "i la corona pesó '.!$ %gf en el aire y !.3- %gf en el agua/ determine si la corona estaba #ec#a de oro puro. 4a densidad del oro es de 13/'$$ %g&m ' . ,plique cómo puede usted resol5er este problema sin pesar la corona en el agua/ pero utili(ando una cubeta com6n/ sin calibración para el 5olumen. uede pesar algo en el aire. 7) 4a presión sanguínea má,ima en el antebra(o de una persona sana es de alrededor de 1!$ mm g. "e conecta a la 5ena un tubo 5ertical abierto a la atmósfera/ en el bra(o de una persona. 8etermine la altura #asta la que ascenderá la sangre en el tubo. 9ome la densidad de la sangre como 1 $-$ %g&m ' -) :n gas está contenido en un dispositi5o de cilindro y émbolo+iston) en posición 5ertical. l émbolo tiene una masa de 7 %g y un área de la sección trans5ersal de '- cm ! . :n resorte comprimido arriba del émbolo e2erce una fuer(a de ;$ < sobre éste. "i la presión atmosférica es de 3- %a/ determine la presión en el interior del cilindro.

1 de -

;) Considere dos 5entiladores idénticos/ uno a ni5el del mar y el otro en la cima de una monta0a alta/ que funcionan a 5elocidades idénticas. ¿=ué comparación #abría entre> a) los gastos 5olumétricos b) los gastos de masa de estos dos 5entiladores? ) :na olla de presión cuece un alimento más rápido que una cacerola com6n ya que mantiene en su interior una presión y una temperatura más ele5adas. 4a tapa de una de estas ollas está bien cerrada y el 5apor de agua sólo se puede escapar por una abertura que está en medio de ella. Arriba de esta abertura #ay una pie(a metálica separada/ la tapa de la 5ál5ula de escape e impide que el 5apor se escape #asta que la fuer(a de presión 5ence su peso. 8e esta manera/ el escape periódico del 5apor impide que se cree cualquier presión potencialmente peligrosa/ y mantiene a su 5e( la presión en el interior en un 5alor constante. 8etermine la masa de la tapa de la 5ál5ula de escape de una olla de presión cuya presión manométrica de operación es de 1$$ %a y que tiene un área de sección trans5ersal de la abertura de 7 mm ! . "uponga una presión atmosférica de 1$1 %a y dibu2e el diagrama de cuerpo libre de la tapa de la 5ál5ula de escape.

)4a presión sanguínea suele medirse colocando alrededor del antebra(o de una persona/ al ni5el del cora(ón/ un tubo @aplanado de tela que se llena con aire y que 5iene equipado con un manómetro. Con un manómetro de mercurio y un estetoscopio se miden la presión sistólica +la presión má,ima cuando el cora(ón está bombeando) y la diastólica +la presión mínima cuando el cora(ón está en reposo) en mm g. 4as presiones sistólica y diastólica de una persona sana son de alrededor de 1!$ mm g y $ mm g/ respecti5amente y se indican como 1!$&$. ,prese estas dos presiones manométricas en %a/ psi y altura de una columna de agua +en m). 3) :na placa rectangular de 7 m de altura y - m de anc#o bloquea el e,tremo de un canal de agua dulce de 7 m de pro* fundidad/ como se muestra en la figura. 4a placa está ar* ticulada en torno a un e2e #ori(ontal que está a lo largo de su borde superior y que pasa por un punto A/ y su apertura la res* tringe un borde fi2o en el punto B. 8etermine la fuer(a que se e2erce sobre la placa por el borde.  donde 5a estar aplicada esa fuer(a

! de -

1$) a) "e suspende un diminuto cubo de acero en agua por medio de un cable. "i las longitudes de los lados del cubo son muy peque0as/ ¿qué comparación #abría entre las magnitudes de las presiones sobre la parte superior/ el fondo y las superficies late rales de ese cubo? b) ,prese la 4ey de ascal y dé un e2emplo de aplicación real de ella. 11) :na compuerta rectangular de ' m de alto y ; m de anc#o está articulada en el borde superior en A y está restringida mediante un reborde en B. 8etermine la fuer(a #idrostática e2ercida sobre la compuerta por el agua con - m de altura

1!) "e 5a a le5antar una carga de -$$ %g que está sobre el ele5ador #idráulico que se muestra en la figura/ 5ertiendo aceite +rD$ %g&m ' ) en un tubo delgado. 8etermine cuál debe ser la altura # para empe(ar a le5antar el peso.

1') :n manómetro de mercurio +r D1' ;$$ %g&m ' ) está conectado a un ducto de aire para medir la presión en el interior. 4a diferencia en los ni5eles del manómetro es de 1- mm y la presión atmosférica es de 1$$ %a. a) stable(ca un 2uicio con base en la figura y determine si la presión en el ducto está por arriba o por aba2o de la atmosférica. b) 8etermine la presión absoluta en el ducto. 17) Considere un bloque c6bico grande de #ielo que flota en el mar. 4as gra5edades específicas del #ielo y del agua de mar son $.3! y 1.$!-/ respecti5amente. "i una parte de 1$ cm de al* to del bloque de #ielo se e,tiende por encima de la superficie del agua/ determine la altura del bloque de #ielo por aba2o de la superficie.

' de -

1-) ¿=ué es fuer(a de flotación? ¿=ué la causa? ¿Cuál es la magnitud de la fuer(a de flotación que act6a sobre un cuerpo sumergido cuyo 5olumen es E? 1;) 4as infusiones intra5enosas suelen impulsarse por gra5edad cuando se cuelga la botella de fluido a una altura suficiente para contrarrestar la presión sanguínea en la 5ena y for(ar ese fluido #acia el interior del cuerpo. Cuanto más alto se coloque la botella/ mayor será el gasto del fluido. a) "i se ob* ser5a que se equilibran entre sí las presiones del fluido y la sanguínea cuando la botella está 1.! m arriba del ni5el del bra(o/ determine la presión sanguínea manométrica. 9ome la densidad del fluido como 1$!$ %g&m ' .

1) "e puede usar un barómetro básico para medir la altura de un edificio. "i las lecturas barométricas en las partes superior e inferior del edificio son de '$ y -- mm g/ respecti5amente/ determine la altura del edificio. "uponga una densidad promedio del aire de 1.1 %g&m ' .

1) l flu2o de agua desde un recipiente se controla por una compuerta con forma de 4 y de - ft de anc#o/ articulada en el punto A. "i se desea que la compuerta se abra cuando la altura del agua sea de 1! ft/ de termine la masa del peso necesario F

13) Considere una persona de $ %g que tiene un área total de impresión de sus pies de 7$$ cm! . =uiere caminar sobre la nie5e/ pero ésta no soporta presiones mayores de $.- %a. 8etermine el tama0o mínimo de los (apatos para nie5e que ella necesita +área de impresión por (apato) para que pueda caminar sobre la nie5e sin #undirse.

7 de -

!$) a) Considere dos bolas esféricas idénticas sumergidas en agua a profundidades diferentes. 4as fuer(as de flotación que act6an sobre ellas ¿son las mismas o son diferentes? ,plique. b) s posible que #aya ad5ertido que las represas son muc#o más gruesas en el fondo. ,plique por qué se construyen de esa manera. !1) "e su2eta un tubo de 5idrio a un tubo de agua/ como se muestra en la figura. "i la presión del agua en el fondo del tubo es de 11- %a y la presión atmosférica local es de 3! %a/ determine #asta qué altura se ele5ará el agua en el tubo/ en m. "uponga g D3. m&s! en ese lugar y tome la densidad del agua como 1 $$$ %g&m'

!!) :n cuarto en el ni5el inferior de un barco para cruceros tiene una 5entana circular de '$ cm de diámetro. "i el punto medio de la 5entana está - m aba2o de la superficie del agua/ determine la fuer(a #idrostática que act6a sobre la 5entana. 9ome la gra5edad específica del agua de mar como 1/$!-.

!') 4a mitad inferior de un recipiente cilíndrico de 1$ m de alto está llena con agua +r D 1$$$ %g&m ' ) y la superior con aceite que tiene una gra5edad específica de $.-. 8etermine la diferencia de presión entre la superficie superior y el fondo del cilindro. !7) "e transporta un tanque cilíndrico de agua de ;$ cm de alto y 7$ cm de diámetro sobre una carretera #ori(ontal. 4a aceleración más alta anticipada es de 7 m&s ! . 8etermine la altura inicial admisible del agua en el tanque/ si nada de ésta se derrama durante la aceleración.

- de -