Hidrostática. Resumen de la clase anterior

Transcripción

1 Resumen de la clase anterior

2 Ejercicios de Hidrostá - Calcular la densidad y el peso específico de un fluido que ocupa un recipiente cilíndrico de 50 cm de altura y 25 cm de radio en su base. La masa del fluido es de 4.25 Kg. - Cuál es la fuerza total y la presión absoluta sobre el fondo de una piscina de 18 m x 10 m y de 2 m de profundidad? La densidad del hielo es de y la del agua de mar es de Qué fracción de un iceberg queda sobre la superficie del agua? Si un tronco de madera de masa 2.06 Kg y densidad 0.5 flota en el agua. Qué masa mínima de plomo se debe colocar sobre él para que se hunda?

3 Ejercicios de Hidrostá - Calcula la fuerza que actúa sobre una lata cuadrada de 10 cm de lado sumergida en agua a una profundidad de 40 cm. Densidad del agua 1000 kg/m3. - Un submarino puede bajar hasta los 2000 m de profundidad en agua dulce, calcula la presión que soporta. A qué profundidad podría bajar si se sumerge en mercurio que tiene una densidad de g/l? - Con qué fuerza hay que tirar para quitar el tapón de una bañera llena de agua hasta los 80 cm si el tapón es circular y de radio 3 cm? - Qué fuerza actúa sobre la espalda de un buceador si bucea a 3 m de profundidad en agua dulce y su espalda tiene una superficie de 0,3 m2?

4 Hidrodinámica Conceptos

5 Caudal Es la cantidad de líquido que pasa en un cierto tiempo. Concretamente, el caudal sería el volumen de líquido que circula dividido el tiempo: Sus unidades son volumen dividido unidades de tiempo. Generalmente se usan m3 /seg o litro/seg. A veces también n se usa kg/seg.

6 Caudal Que no te extrañe si en un problema te aparece un caudal en cm3/seg, dm3/seg o en litros /hora Nota: La unidad kilogramos/hora o kg/seg es lo que se llama "caudal másico". Vendría a ser la cantidad de masa que pasa en un cierto tiempo. Sabiendo el caudal másico podemos sacar el caudal en m3 por segundo dividiendo la masa por la densidad del líquido.

7 Caudal Pregunta: Cómo se mide un caudal en la prác? Respuesta: Muy simple. Mira el dibujito. Si quieres saber que cantidad de agua sale por la llave de tu casa, pon un balde abajo y te fijas cuanto tarda en llenarse. Si tomas el tiempo, te fijas cuantos litros entraron en el balde y después haces la cuenta volumen dividido tiempo.

8 Otra formula para el Caudal El caudal es el volumen que circula dividido el tiempo que pasa. El líquido al moverse dentro del caño recorre una cierta distancia d. Entonces al volumen que circula lo puedo poner como: Volumen = Superficie del caño x distancia.

9 Otra formula para el Caudal

10 Ejemplo Una llave llena un balde de agua de 10 litros en 2 minutos. a) Calcular el caudal que sale por la llave. b) Sabiendo que la sección de la llave es de 1 cm2, calcular con qué velocidad esta saliendo el agua. a) Veamos. Tengo la llave por la que sale el agua. Me dicen que salen 10 litros en 2 minutos. Entonces el caudal va a ser:

11 Ejemplo b) Para calcular la velocidad con que sale el agua planteo que el caudal es la velocidad por la sección. La superficie de la llave es 1 cm2. Entonces:

12 Ecuación de Continuidad Imagínate un tubo que tiene un diámetro de 10 cm. Supongamos que por el tubo están entrando 5 litros por minuto. Pregunta: qué cantidad de líquido está saliendo por la otra punta del tubo? Respuesta:???????

13 Ecuación de Continuidad Dicho de otra manera, el caudal que entra es igual al caudal que sale. Si entran 5, salen 5. Si entran 10, salen 10. Conclusión: Como al caudal lo puedo poner como Velocidad x Superficie, la fórmula que me queda es:

14 Ecuación de Continuidad Fíjate que pasa lo mismo si el tubo tiene un angostamiento o un ensanche. Aunque el tubo cambie su sección, siempre se cumple que todo lo que entra tiene salir. Esta fórmula no se podría usar únicamente si el tubo tuviera una pérdida en el medio o si el líquido pudiera comprimirse (como si fuera un gas) No se preocupen. No va a aparecer ninguno de esos casos en las pruebas

15 Ecuación de Bernoulli Daniel Bernoulli (8 de febrero de de marzo de 1782) fue un matemático, estadístico, físico y médico holandéssuizo. Destacó no sólo en matemá pura, sino también en las aplicadas. Hizo importantes contribuciones en hidrodinámica y elasticidad.

16 Ecuación de Bernoulli