FUNDACIÓN EDUCACIONAL DE CHUQUICAMATA COLEGIO CHUQUICAMATA

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1 FUNDACIÓN EDUCACIONAL DE CHUQUICAMATA COLEGIO CHUQUICAMATA INSTRUMENTO : GUIA DE APRENDIZAJE N 1 NIVEL (O CURSO) : CUARTO AÑO MEDIO PLAN : COMÚN UNIDAD (O EJE) : FUERZA Y MOVIMIENTO CONTENIDO(S) : ECUACIÓN DE BERNOULLI, MOVIMIENTO DE OBJETOS EN UN FLUIDO, CAUDAL NOMBRE ALUMNO : FECHA : / 03 / 2014 HABILIDAD COGNITIVA : Identificar, reconocer, aplicar, describir, analizar. APRENDIZAJE ESPERADO : Utilizan el principio de Bernoulli para explicar, por ejemplo, la sustentación de los aviones. Reconocen en las leyes que describen en movimiento de un cuerpo en un fluido una explicación para la velocidad límite que alcanza, por ejemplo, una gota de lluvia en la atmósfera. Instrucciones : A continuación se presenta un set de problemas que deben ser resueltos en forma clara y ordenada según la indicación descrita en cada ítem y considerando el tiempo establecido para ello, además se solicita marcar o escribir su respuesta con lápiz pasta al finalizar ésta. I. ÍTEM DE SELECCIÓN MULTIPLE: Marca o encierra con un círculo la letra de la alternativa correcta. Recuerda efectuar y mostrar los cálculos mínimos necesarios para validar o argumentar tu respuesta. 1. Sí el gasto en un tubo de flujo es de 2400 cc/min. Entonces Cuál es su valor en L/s? A. 40 B. 0,4 C. 400 D E. 0,04 2. El caudal en un conducto es de 1080 L/min y la velocidad del flujo es de 64,8 km/h.el valor del área o sección es de (S.I.): A. 0,001 B. 0,01 C. 0,1 D. 10 E Por un tubo de 1,4 m de largo y cuyo diámetro es de 10cm, se mueve un determinado fluido durante 0,07 min Cuál es el gasto efectuado en ese tiempo? S.I. ( =3 ) A. 0,025 B. 2,5 C. 0,0025 D. 0,25 E. 100

2 4. Por la sección de un tubo de área 40 cm 2 se mueve un líquido a 288 km/h y luego por el otro extremo se mueve a una velocidad de 20 m/s.entonces su sección en cm 2 es de: A. 16 B. 160 C D. 576 E De acuerdo a la ecuación del caudal, se pude deducir que: I) El área de la sección y la velocidad son inversamente proporcionales II) El área de la sección y la velocidad son directamente proporcionales III) Si el área de la sección aumenta al doble la velocidad disminuye a la mitad. Es (son ) verdaderas A. sólo I B. sólo II C. sólo III D. sólo II y III E. sólo I y III 6. Si el área de una sección de una tubería por la que circula agua es de 4 cm 2 y la velocidad por esa sección es de 20 m / s. El gasto, en m 3 /s, es de: A. 80 B. 8 C. 0,8 D. 0,08 E. 0, Una tubería horizontal tiene una sección uniforme cuyo radio es de 3 cm. La velocidad del agua es de 4 m/s. La cantidad de líquido que pasa en un minuto por cualquier sección de la tubería en litros es de: ( = 3 ) A. 648 B. 680 C D E. Ninguna de las anteriores Las preguntas 8 al 10 se refieren a la siguiente situación: Un tubo cilíndrico horizontal, de radio 10 cm, se estrecha hasta la mitad de su radio original. Cada segundo sale de la parte estrecha litros de agua. 8. La velocidad del agua, cm/s, en la parte estrecha es: A. 0,04 B. 0,2 C. 4 D. 40 E. 200

3 9. La velocidad del agua, cm/s, en la parte más ancha es: A. 5 B. 10 C. 30 D. 80 E La diferencia de presión entre los puntos ( 1 ) ancha y 2 ( angosta ) es : A. 75 Pa B. 85 Pa C. 150 Pa D. 160 Pa E. 300 Pa 11. El teorema de Bernoulli es una consecuencia de la : A. Conservación de la masa B. Conservación del volumen C. Conservación de la cantidad de movimiento D. Conservación de la energía mecánica E. Conservación del momentum 12. Un depósito muy grande contiene agua, de densidad D hasta cierta altura h. Se abre un pequeño orificio en el fondo. En la parte superior del depósito la presión atmosférica es P. Entonces La velocidad de salida del agua por el orificio, si la presión también P es : A. h g 2 B. g h C. 2 g h D. 2 P D g h D E. Ninguna de las anteriores 13. Cuatro estanques, que contienen agua hasta el mismo nivel, tienen en su parte inferior una llave que se encuentra a igual altura sobre el suelo. a b c d Si se abren al mismo tiempo las llaves, las velocidades con que saldrá el agua quedan ordenadas de modo que: A. v b > v d > v a > v c B. v b < v d < v a < v c C. v a = v d > v b > v c D. v d > v b > v c > v a E. v a = v b = v c = v d

4 14. En la salida de un tubo horizontal la velocidad ( 2 ) es el cuádruple de la velocidad de entrada ( 1 ) y el área ( 1 ) es de 80 cm 2. El valor de la sección ( 2 ) corresponde a : A. 160 m 2 B. 100 m 2 C. 60 m 2 D. 40 m 2 E. 20 m En las siguientes proposiciones la que corresponde a la falsa es : A. Una de las unidades para medir el flujo volumétrico es el m 3 /s B. La viscosidad está relacionado con el roce de los fluidos C. A mayor velocidad de un fluido en un tubo mayor es la presión D. A menor área o superficie mayor es la velocidad del fluido E. Una de las variables de la ecuación de Bernouilli es la densidad. 16. De acuerdo a las proposiciones entregadas a continuación, identifíquelas con una F a las falsas y con una V a las verdaderas. A. V V V B. V F V C. V V F D. V F F E. F V F I) El flujo de régimen laminar, la velocidad es constante en el fluido. II) El flujo viscoso es aquel que fluye con gran facilidad III) La velocidad es mayor cuando el flujo pasa por un área mayor 17. Dos variables de la ecuación de continuidad corresponden a : A. densidad y aceleración B. superficie y volumen C. velocidad y área D. altura y viscosidad E. velocidad y presión 18. El gasto realizado por un conducto es de 80 m 3 /s y la velocidad en el flujo es de 8 m/s.el valor del área o sección es de: A. 0,001 B. 0,01 C. 0,1 D. 10 E Un fluido ideal presenta un flujo: A. Laminar B. Turbulento C. Viscoso D. Denso E. Compresible

5 20. Un fluido no viscoso circula por un tubo cuya sección se va haciendo cada vez menor. Entonces la velocidad: A. Aumentan B. Disminuyen C. La primera disminuye y la segunda aumenta D. La primera aumenta y la segunda disminuye E. La primera se mantiene y la segunda aumenta 21. A través del tubo que se ve en el dibujo circula un líquido con régimen laminar. Cómo son los flujos en A y B? A. Q A < Q B A A B B. Q A > Q B C. Q A = Q B D. Ambas flujos no tienen ninguna relación. E. Ninguna de las anteriores II.- VERDADERO Y FALSO. A continuación se plantea una serie de afirmaciones. Realiza un esquema de cada una y determina si son verdaderas (V) o falsas (F). Suponiendo que en todos los casos el caudal es constante. Si el área se reduce a la mitad, la rapidez disminuye a un cuarto de su valor. Si el radio de una sección circular aumenta al doble, la rapidez del flujo disminuye a un cuarto de su valor. Si la rapidez del fluido aumenta al doble, quiere decir que el área transversal se redujo a un cuarto. Si no hay variación del área transversal, la rapidez permanece constante. Si la rapidez de un fluido aumenta a nueve veces su valor inicial, puede deberse a que el radio del área transversal circular III.- DESARROLLO. Aplica los principios físicos y cálculos correspondientes para dar solución a cada problema. Resuelve en tú cuaderno. 1. Un estanque tiene dos llaves, una de las cuales vierte 117 litros en 9 minutos y la otra 112 litros en 8 minutos, y un desagüe por el que salen 42 litros en 6 minutos. El estanque contenía 500 litros de agua y abriendo las dos llaves y el desagüe al mismo tiempo se acabó de llenar en 48 minutos. Cuál es la capacidad del estanque? 2. Un estanque tiene agua hasta su tercera parte, y si hora se abriera una llave que echa 119 litros en 7 minutos y un desagüe por el que salen 280 litros en 8 minutos, el depósito de vaciaría en 53 minutos. Cuál es la capacidad del estanque?

6 3. Si en un estanque que está vacío y cuya capacidad es de litros, se abrieran al mismo tiempo tres llaves y un desagüe, el estanque se llenaría en 15 minutos. Por el desagüe salen 240 litros en 4 minutos. Si el estanque tiene 600 litros de agua y está cerrado el desagüe, en cuánto tiempo lo acabarán de llenar las tres llaves? 4. El radio de una cañería horizontal es R, por ella circula un caudal constante de agua. Luego, esta cañería se estrecha, disminuyendo su radio a la mitad. Si la rapidez de ingreso del agua es de 2 m/s, cuál es la diferencia de presión entre el ingreso y la salida de la cañería? 5. Una piscina cilíndrica tiene un agujero muy pequeño en su pared a 40 centímetros de la superficie. Si la piscina se llena hasta los 2 metros de profundidad, con que rapidez saldrá el chorro de agua por el agujero? 6. Fluye agua a razón de 25 L/min a través de una tubería horizontal de 7cm de diámetro, sometida a una presión de 6 Pa. En cierto punto, depósitos calcáreos reducen el área transversal del tubo a 30 cm 2. Calcule la presión en este punto. (Considere que el agua es un fluido ideal) 7. En una casa entra el agua por una tubería de 5 mm de diámetro a una velocidad de 0,4 m/s y una presión de 400 kpa. En el tercer piso el diámetro de la cañería es de 20 mm. Determine la presión en la tubería, en un punto del tercer piso situado a 12m del punto de entrada del agua.