Trabajo Práctico. i. Si llenamos un vaso con agua y colocamos sobre su boca una hoja de papel y lo invertimos, el agua no se derrama

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1 Trabajo Práctico Fluidos Te recomendamos que releas el apunte teórico antes de realizar la resolución de esta guía de trabajos prácticos. Prestale atención a los aspectos conceptuales y a la notación correspondiente. Vivimos en el fondo de un enorme océano de aire (W. Lewing) La presión no tiene dirección. Sin embargo la fuerza provocada por la presión sí la tiene: es perpendicular a la superficie sobre la que actúa la presión (W. Lewing) Los siguientes fenómenos son consecuencia de la acción de la presión atmosférica. Puedes explicar lo observado en las siguientes fotos? i. Si llenamos un vaso con agua y colocamos sobre su boca una hoja de papel y lo invertimos, el agua no se derrama ii. Cómo funciona la siguiente herramienta para sostener vidrios? iii. Si golpeamos fuertemente sobre la escuadra que se halla debajo de la hoja de papel de diario no se dispara hacia arriba. 1

2 1. Cuestiones para responder: A. La densidad es un propiedad de los cuerpos o del material? g B. La densidad se puede expresar en unidades de? 3 cm C. Es posible que dos tablones de madera de pino elliotis tengan: A. diferente masa. (Mencione un ejemplo) B. diferente volumen.(mencione un ejemplo) C. diferente densidad. (Mencione un ejemplo) D. mismo peso específico (Mencione un ejemplo) D. La presión es una magnitud que tiene un valor, una dirección y un sentido? kg E. La presión se puede expresar en un unidades de 2? m F. Una masa líquida puede cambiar su volumen? y su densidad? G. Un volumen sólido puede cambiar su forma? y su densidad? H. Cuándo apretamos con la mano un globo inflado con aire: A. La presión aumenta solo donde ejercemos fuerza con nuestros dedos. B. La presión aumenta solo donde ejercemos fuerza con nuestros dedos y disminuye en el resto del volumen. C. La presión aumenta en todo el volumen de la misma manera. I. La presión ejercida por un líquido a una dada profundidad depende: A. del volumen del líquido. B. del volumen del cuerpo sumergido. C. de la densidad del cuerpo sumergido. D. de la densidad del líquido. J. Consideremos 4 puntos en una pileta de natación: A es punto sobre la superficie del agua, B es punto a una profundidad de 50 cm, C es punto a 50 cm del fondo, D es punto sobre el fondo de la pileta. Indicar la afirmación verdadera y justificar la respuesta: - la diferencia de presión entre los puntos A y B es menor que entre C y D. - la diferencia de presión entre los puntos A y B es igual que entre C y D. - la diferencia de presión entre los puntos A y B es mayor que entre C y D. K. La presión hidrostática puede ser mayor que la presión absoluta? Y mayor que la presión atmosférica? Justificar las respuestas. 2

3 2. Hidrostática a. Cuál es la presión que ejerce el agua sobre la base de una represa de 300 m de altura? b. Qué altura puede alcanzar el agua dentro de una tubería de un edificio, si la presión manométrica a nivel del suelo es 2 kgf/cm 2? c. Cuál es la presión hidrostática o manométrica necesaria para que un sistema de alimentación de agua pueda elevarla a 50 m de altura (despreciar el efecto de los rozamientos entre el líquido y las paredes de la tubería). d. Calcular la altura de colocación de un tanque de reserva de agua, sabiendo que la presión de trabajo mínima para un calentador de agua instantáneo (calefón) es de 0,45 kg/cm 2. e. Si medimos la presión atmosférica a sobre la arena de una playa obtendremos un valor mayor que si lo hacemos sobre la cima de una montaña. Por qué la presión atmosférica disminuye con la altitud del lugar donde se realiza la medición? f. Siendo el aire un fluido y conociéndose la altura de la atmósfera, por qué la magnitud de la presión atmosférica no se puede calcular con la expresión P = P e h? 3. Caudal y Ecuación de continuidad. a. Mencione 3 unidades para expresar el caudal? b. Qué principio físico permite afirmar lo siguiente?: La presión que ejerce un líquido que fluye por un conducto es mayor cuando el líquido circula a bajas velocidades, y menor cuando aumenta su velocidad. c. El flujo de agua de una canilla es constante. La experiencia muestra que cuando está abierta parcialmente, la columna de agua que sale de ella se torna cada vez más estrecha. Justifica esta situación. d. Una cañería cambia de sección de modo que S 2 > S 3 > S 1. Proponer un esquema y ordenar, de mayor a menor, las velocidades del agua en la cañería. Justificar la respuesta. e. Si debido a la formación de sarro, el diámetro de una cañería se reduce en un 50 %, qué modificación se produce en la velocidad de circulación del agua? Justificá. f. Un recipiente cuya capacidad es de 10 litros, tarda un minuto en llenarse. Cuál es el caudal del agua que fluye por la canilla? Expresar el resultado en l/h y en m 3 /s. 3

4 4. Ecuación de Bernoulli Te proponemos analizar las siguientes experiencias. Los efectos que se producen y que se oponen a la intuición, son consecuencias del principio de Bernoulli. Explicar de qué modo este principio interviene en ellos. 1. Durante un viento muy intenso los tejados de algunas casas son arrancados del techo. 2. Si soplamos con el sorbete como se muestra en la figura, el papel se hunde. 3. Si soplamos con un sorbete entre dos latas de gaseosa vacías, éstas se juntan. 4. Si soplamos, el papel se eleva. 4

5 5. Al abrir la canilla la pelota de ping pong,que está dentro del embudo, no se cae. 6. Al encender el secador de cabello, la pelota de ping pong no se cae. 5. AUTOEVALUACIÓN. Indicá y justificá cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas y cuáles son falsas. a. La presión hidrostática en el interior de un líquido sólo depende la profundidad. b. Se dispone de dos recipientes conteniendo diferentes líquidos Ay B. El P e de A duplica al de B. Entonces, la presión en el fondo de cada recipiente es la misma cuando la altura de la capa del líquido A es la mitad que la del líquido B. c. Si el área de la sección transversal de una corriente de fluido se reduce a la mitad, la velocidad promedio del fluido se duplica. d. Una manguera por la que fluye agua sufre una reducción del área de su sección transversal mediante una boquilla. Según la Ecuación de Bernoulli: i. En la parte más angosta es mayor la velocidad del agua y la presión que ejerce. ii. En la parte más angosta es menor la velocidad del agua, pero mayor la presión. iii. En la parte más gruesa es menor la velocidad del agua y la presión que ejerce. iv. En la parte más gruesa es menor la velocidad del agua, pero mayor la presión. 5