8/19/2019 Cinética de un Sistema de Particulas.- Flujo de masas.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA DINAMICAFACULTAD DE INGENIERÍA CICLO ACADEMICO VACACIONAL 2016

M.Sc. N. Tejeda Campos 

PRÁCTICA DOMICILIARIA Nº 06Tema.- Cinética de Sistemas de Partículas de masas variables.- Flujos másicos

1.  El aspa divide al chorro de agua de 3 pulg de diámetro. Si un cuarto de agua fluye hacia abajo en tanto que los

otros tres cuartos lo hacen hacia arriba y el flujo total es Q = 0,5 pies3/s, determine los componentes horizontal

y vertical de la fuerza ejercida en el aspa por el chorro. (peso específico del agua 62,4 lb/pie3) [Fig. Nº 01]. 

2. 

Un álabe de turbina se mueve a 50 pies/s cuando incide sobre él un chorro de agua con velocidad devchorro = 200 pies/s. Suponiendo que la velocidad del agua con relación al álabe sea la misma en todas

las secciones (1, 2 y 3) y despreciando las fuerzas de fricción, determine la potencia desarrollada por

el chorro de agua sobre el álabe de la turbina. [Fig. Nº 02].3.  La boquilla A del r ociador se localiza en (7; -0,5; 0,5) pulg. De la boquilla sale agua a 25 pies/s, con una razón de

flujo de 0.5 lb/s. Los cosenos directores del flujo en A son )3

1;

3

1;

3

1(   . Determinar el momento total respecto

al eje z que ejercen los flujos de las cuatro boquillas sobre el rociador. [Fig. Nº 03]. 4.  Una cadena inicialmente estaciona con una longitud total L se suelta sobre un soporte liso como se muestra.

Determinar la velocidad de la cadena cuando el último eslabón abandona la superficie horizontal. [Fig. Nº 04]. 

5. 

Una cadena de 15 m de longitud y 50 m de masa. Se aplica una fuerza P de 360 N en la configuración que semuestra. Determinar la velocidad de la cadena después que P haya recorrido 3 m. Considere que el coeficiente

dinámico entre la cadena y la superficie de soporte es de 0,3. [Fig. Nº 05]. 6.  La cadena de longitud L y masa ρ por unidad de longitud, se suela a partir del reposo x = 0. Hallar la fuerza de

reacción R del suelo en función de x. [Fig. Nº 06]. 7.  Una cadena de eslabones sueltos, de masa ρ por unidad de longitud, se abandona desde el reposo sobre el plano

inclinado en la posición x = 0. Entre la cadena y el plano hay un coeficiente de rozamiento cinético μc. La cadenase amontona en un cubo situado al pie del plano. Hallar, en función de x, la fuerza R que debe irse ejerciendo sobreel cubo para sujetarlo contra la acción de la cadena. Se tendrá en cuenta que el último eslabón en movimiento al

final del plano pierde contacto con el que inmediatamente le precede. [Fig. Nº 07]. 8.  La tolva deposita grava sobre la banda transportadora a razón de 1500 lb/min. Si la rapidez de la banda es de 5

 pies/s, determine cuánto mayor debe ser la tensión en la parte superior de la banda que en la inferior para que la

 banda avance hacia adelante. [Fig. Nº 08]. 9.  Una tova está descargando grava a un ritmo de 1 kg/s. En la salida de la tolva ésta tiene una velocidad

de 0,5 m/s. La cinta transportadora se está moviendo con una velocidad constante de 3 m/s. Si para

cualquier instante tenemos 20 kg de grava sobre la cinta, y si la parte de la cinta situada sobre el lecho

en el que discurre pesa 50 N, ¿Cuál será la diferencia entre las fuerzas de tracción en cada uno de los

extremos de la cinta, entre 1 y 2, para mantener la operación? El coeficiente de rozamiento cinético

entre la cinta y su lecho es de 0,4. [Fig. Nº 09].10. El grano sale de una tolva a un ritmo de 2 kg/s y cae sobre una cinta transportadora que lo lleva hasta un silo. La

cinta transportadora se mueve con una velocidad constante de 2 m/s. ¿Qué potencia se necesita para operar elsistema con una eficacia del 0,6? ¿Qué potencia se necesitaría si se doblase la velocidad de la cinta

transportadora? [Fig. Nº 10]. 

11. 

Se descarga arena desde una banda transportadora a razón de 120 kg/s. Una segunda los reciba en A y a su vezlo descarga en B. Si se sabe v1 = 3 m/s y v2 = 4,25 m/s y que la segunda banda y la arena que sostiene tienen un

masa total de 472 kg, determinar las componentes de las reacciones en C y en D. [Fig. Nº 11]. 12. Un auto de juguete es impulsado por el agua que sale de un tanque interior a 3 m/s respecto al auto. Si la masa

del auto vacío es de 1 kg y contiene 2 kg de agua, determine la velocidad máxima del auto que alcanzaría, para

ello se ignoran las otras fuerzas tangenciales. [Fig. Nº 12]. 13. Se usa un tractor de llantas provisto de un lampón para emparejar un terreno arenoso. Si la arena tiene 24 cm de

 profundidad y pesa 1500 kgf/m3. El lampón tiene 2,5 m de ancho y el tractor avanza a razón constante de 5 m/s.

Determine, la fuerza que ejerce la arena sobre el lampón de arrastre. [Fig. Nº 13]. 14. Si el tractor se mueve a 2 mi/h y recoge material de acarreo (desmonte u otro material) a razón de 66 000 lb en

3 s. Determinar la fuerza horizontal que debería ejercer el sistema de tracción (en las llantas) para realizar dicho

trabajo. [Fig. 14].º 15. 

Un camión vierte arena (γarena = 1.52 kN/m3) a razón de 0,71 m3/s. El peso inicial del camión cargado

con arena es de 200 000 kN. Si se descarga con una celeridad de 4,5 m/s relativa al camión, determinar

la aceleración inicial de éste. [Fig. Nº 15].

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