GUIA DE PROBLEMAS N 5

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1 GUIA DE PROBLEMAS N 5 PROBLEMA N 1 Se produce un vacío parcial en una caja estanca, que tiene una tapa cuya área es 7, m 2. Si se requiere una fuerza de 480N para desprender la tapa de la caja y la presión atmosférica exterior es de 17, N/m 2. Cuál era la presión en la caja?. PROBLEMA N 2 Un tubo de 1cm 2 de sección está unido a la parte superior de un recipiente de 1cm de altura y 100cm 2 de sección. Se vierte dentro del sistema, llenándolo asta una altura de 100cm por encima del fondo del depósito, como muestra la figura. a) Cuál es la fuerza ejercida por el sobre el fondo del depósito?. b) Cuál es el peso del contenida dentro del sistema?. c)explique por qué no coinciden los resultados a) y b). 1cm 2 99cm 1cm PROBLEMA N 3 100cm 2 Determinar la presión de la atmósfera a 16km por encima del nivel del mar. PROBLEMA N 4 El líquido del manómetro de tubo abierto de la figura es mercurio y las alturas de las ramas son y 1 = 3cm, y 2 = 8cm. La presión atmosférica vale 970 milibares. a) Cuál es la presión absoluta en el fondo del tubo en U?. b) Cuál es la presión absoluta en el tubo abierto, a una profundidad de 5cm por debajo de la superficie libre?. c) Y la presión absoluta del gas dentro del recipiente?. y 2 y 1 PROBLEMA N 5 Un tubo en U de ramas verticales de la misma sección, contiene mercurio, cuya superficie libre está a = 25cm del extremo superior de ambas ramas. Se vierte cierto líquido en una de las ramas asta llenarse por completo y la diferencia de nivel del mercurio en las dos ramas es =3,5cm. a) Hallar la densidad del líquido. b) Se llena después la otra rama con, qué fracción del volumen del otro líquido sale del tubo?. PROBLEMA N 6 Un tubo en U de diámetro 1cm, se coloca verticalmente y se llena en parte con mercurio. En una de las ramas se vierten 30g de y en otra 57,2g de alcool. Qué nivel presentan los líquidos?. Pesos específicos a)mercurio = 13,6gf/cm 3 ; b) alcool = 0,8gf/cm alcool 1 Hg

2 PROBLEMA N 7 Sobre un cubo de madera flotando en, se coloca un bloque de 0,2kg de peso. Al retirar el bloque el cubo se eleva 2cm. Calcular el lado de dico cubo. PROBLEMA N 8 Un vaso de masa 1kg contiene 2kg de y descansa sobre una balanza. Un bloque de aluminio (densidad 2,7g/cm 3 ) suspendido de un dinamómetro se sumerge en. Determinar las lecturas de ambas balanzas. dinamómetro Al PROBLEMA N 9 Las densidades del aire, elio e idrógeno (en condiciones normales) son respectivamente: 1,29kg/m 3 ; 0,178kg/m 3 y 0,0899kg/m 3. a) Cuál es el volumen en m 3 desplazado por un dirigible lleno de idrógeno que tiene una fuerza ascencional total de 10000kgf?. b) Cuál sería la fuerza ascencional si se utilizara elio en vez de idrógeno?. PROBLEMA N 10 Un bloque cúbico de madera de 19cm de arista flota entre una capa de aceite y otra de, como indica la figura. Con su cara inferior 2cm por debajo de la superficie de separación entre ambas capas. La densidad del aceite es de 0,6g/cm 3. a) Cuál es la masa del bloque?. b) Cuál es la presión manométrica en la cara inferior del bloque?. aceite madera 2

3 PROBLEMA N 11 Calcular la potencia total de tres cascadas, dispuestas una tras otra en un río. Las alturas de caída del son: 12m en la primera cascada; 12,8m en la segunda y 15m en la tercera. El gasto medio de en el río es de 75,4m 3 /s. PROBLEMA N 12 A veces se prueban modelos de torpedos en un tubo orizontal por el que fluye el, muy similares al túnel de viento que se emplea para probar modelos de aeroplanos. Considere un tubo circular de 25,5cm de diámetro interno y un modelo de torpedo alineado a lo largo del eje del tubo con un diámetro de 4,80cm. El torpedo va a ser probado con que circula a razón de 2,76m/s. a) A qué velocidad deberá fluir el en la parte no reducida del tubo?. b) Halle la diferencia de presión entre la parte no reducida y la parte reducida del tubo. PROBLEMA N 13 Un depósito cilíndrico, abierto por su parte superior tiene 20cm de altura y 10cm de diámetro. En el centro de su fondo se practica un orificio circular de 1cm 2. El entra en el depósito por un tubo colocado en la parte superior a razón de 140cm 3 /s. Qué altura alcanzará el en el depósito?. PROBLEMA N 14 Un venturímetro de registra la diferencia de presiones de 560 bares entre el estrangulamiento de 0,6cm de diámetro y la sección normal de 2,4cm de diámetro. Cuántos litros pasan por segundo?. PROBLEMA N 15 Fluye a través de un tubo que tiene una contracción, a un gasto uniforme. En un punto donde la presión es 2, Pa, el diámetro es de 8cm, en otro punto que está a 0,5m mas arriba la presión es 1, Pa y el diámetro de la sección de 4cm. a)calcule la rapidez del flujo en las secciones inferior y superior. b) Determine el gasto a través del tubo. PROBLEMA N 16 En una corriente de se sumergió un tubo doblado como se muestra. La velocidad de la corriente con respecto al tubo es v = 2,5m/s. La parte superior del tubo se encuentra a 0 = 12cm sobre el nivel del del torrente y tiene un pequeño agujero. A que altura subirá el corro de que sale por el agujero?. 0 v PROBLEMA N 17 El tubo mostrado en la figura tiene una sección transversal de 40cm 2 en la parte anca y de 10cm 2 en el estrecamiento. El gasto de es de 300cm 3 /s. a) Calcular las velocidades en las partes anca y estreca del tubo. b) Hallar la diferencia de presiones entre estas partes. c) Cuál es la diferencia de altura entre las columnas de mercurio del tubo en U?. V 1 3

4 PROBLEMA N 18 En el eje de un gasoducto con el área de la sección interna igual a S, se instala un tubo de Pitot (ver figura). Despreciando la viscosidad, allar el volumen del gas que pasa por segundo a través de la sección del tubo, si la diferencia de niveles en manómetro de líquido es igual a y las densidades del líquido y del gas son ρ 0 y ρ, respectivamente. PROBLEMA N 19 El alcanza una altura H en un gran depósito abierto de paredes verticales (ver figura). Se practica un orificio en una de las paredes a una profundidad por debajo de la superficie del. a) A qué distancia R del pie de la pared alcanzará el suelo el corro de que sale por el orificio?. b) A qué altura por encima del fondo del depósito debe practicarse un segundo orificio para que el corro salga por él y alcance igual distancia que el anterior?. H PROBLEMA N 20 El de mar alcanza en un depósito la altura de 1,2m. El depósito contiene aire comprimido a una presión manométrica de 72g/cm 2. El tubo orizontal de desagüe tiene secciones transversales máxima y mínima de 18cm 2 y 9cm 2 respectivamente. a) Qué cantidad de sale por segundo?. b) Hasta qué altura llega el en el tubo abierto?. R P M H A 3 A 2 PROBLEMA N 21 Del depósito representado en la figura sale continuamente. La altura del punto 1 es de 10m; la de los puntos 2 y 3 es de 3m. La sección transversal en el punto 2 es de 0,04m 2 y en el punto 3 de 0,02m 2. El área del depósito es muy grande comparada con las secciones del tubo. Hallar: a) La presión manométrica en el punto 2. b) El gasto en m 3 /s

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