tarea #9_2015_pi_fs100 cap14

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Guía de Trabajo #10 Fluidos 10 de diciembre de 2014, III-2014 1

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

Facultad de CienciasEscuela de Física

Física General I FS-100

Nombre: __________________________ Cuenta: ___________________

Docente:______________ Sección:_____ Firma:________ Firma Rev:________

Instrucciones: Resuelva de forma clara y ordenada los problemas que se plantean a continuación, todas las res-

puestas deben estar justificadas por un procedimiento y encerradas con un recuadro en tinta, de lo contrario no tiene

derecho a reclamos.

#1 La presión en el fondo de un vaso lleno de agua (ρ = 1000kg/m3) es P 1. El agua se derrama y ahora el vaso se

llena con alcohol etílico completamente (ρ = 806kg/m3) y ahora la presión es P 2. ¿Cuál es la relación correctaentre las presiones?

a) P 1 = P 2 (es la misma produndidad del vaso!)

b) P 1 > P 2

c) P 1 < P 2

d) Ninguna es correcta.

#2 Según la ecuación de tasa de flujo o ecuación de continuidad podemos concluir que:

a) Si la velocidad es alta el área tranversal es alta, en ese mismo punto.

b) Si la velocidad es alta el área tranversal es baja, en ese mismo punto.

c) Si la velocidad es baja el área tranversal es baja, en ese mismo punto.

d) Todas las velocidades son iguales sin importar las áreas transversales.

#3 ¿Cuál es el enunciado más exacto del principio de Bernoulli?

a) El aire que se desplaza rápidamente provoca presión más alta.

b) El aire que se desplaza rápidamente provoca presión más baja.c) El aire que se desplaza lentamente provoca presión más baja.

d) Ninguna es correcta.

#4 Un cubo de hielo flota en un vaso de agua. Al derretirse el hielo, ¿el nivel de agua en el vaso: subirá, bajará o

permanecerá igual?

a) Subirá?

b) Bajará?

c) Permanecerá igual?

Si tiene problemas con esta pregunta, experimente usted mismo, coloque un vaso con agua hasta derramarce,

luego introduzca un cubo de hielo de tamaño apreciable, deje que se derrame un poco mas de agua. En estemomento comience a observar lo que ocurre y luego conteste la pregunta.

Fís. ₡är£ø$ äärrê†ê Coordinador Física General I (FS-100), UNAH

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#5 Dos cubos de idéntico tamaño, uno de plomo y el otro de aluminio, están suspendidos a diferentes profundidades

por medio de dos alambres en un tanque de agua.

a) ¿Cuál de ellos experimenta una mayor fuerza de flotación?

b) ¿Para cuál de los dos es mayor la tensión en el alambre?

c) ¿Cuál de ellos experimenta una mayor fuerza sobre su cara inferior?

d) ¿Para cuál de ellos la diferencia en la presión entre las caras superior e inferior es mayor?

#6 En un elevador de automóviles en una estación de servicio, el aire comprimido ejerce una fuerza sobre un pequeño

pistón que tiene una sección transversal circular y un radio de 6.00 cm. Esta presión se transmite mediante unlíquido a un pistón que tiene un radio de 16.0 cm.

a) ¿Qué fuerza debe ejercer el aire comprimido para elevar un automóvil que pesa 13600 N?

b) ¿Qué presión de aire produce esta fuerza?

#7 Un cubo de madera que tiene una dimensión de arista de 25.0 cm y una densidad de 750kg/m3 y flota en el

agua dulce (ρH 2O = 1.00× 103kg/m3).

a) (10 %) ¿Cuál es la distancia desde la superficie horizontal más alta del cubo al nivel del agua?

b) (10%) ¿Qué masa de plomo (ρPb = 11.3× 103kg/m3) se debe colocar sobre el cubo de modo que la partesuperior del cubo esté justo a nivel con el agua?

#8 Un bloque cúbico de madera de 10.0 cm por lado flota en la interfaz entre aceite y agua con su superficie inferior1.50 cm bajo la interfaz (figura #8). La densidad del aceite es de 790 kg/m3 .

a) ¿Qué presión manométrica hay en la superficie superior del bloque?

b) ¿Qué presión manométrica hay en la superficie inferior del bloque?

c) ¿Qué masa y densidad tiene el bloque?

Respuesta: a) P sup = 116 P a, b) P inf = 921 P a, c) m = 0.821 kg y ρ = 821 kg/m3


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#9 Corre agua hacia una fuente, llenando todos los tubos a una tasa constante de 0.750 m3/s .

a) ¿Qué tan rápido saldrá por un agujero de 4.50 cm de diámetro?

b) ¿Con qué rapidez saldrá si el diámetro del agujero es tres veces más grande?

Respuesta: a) v = 472 m/s, b) v = 52.4 m/s

#10 Fluye agua por un tubo de sección transversal variable, llenándolo en todos sus puntos. En el punto 1, el área

transversal del tubo es de 0.070 m2, y la rapidez del fluido es de 3.50 m/s. ¿Qué rapidez tiene el fluido en puntosdonde el área transversal es de:

a) 0.105 m2

b) 0.047 m2

c) Calcule el volumen de agua descargada del extremo abierto del tubo en 1.00 h.

Respuesta: a) v = 2.33 m/s, b) v = 5.21 m/s, c) v = 882 m3

#11 Un tanque sellado que contiene agua de mar hasta una altura de 11.0 m contiene también aire sobre el agua a

una presión manométrica de 3.00 atm. Sale agua del tanque a través de un agujero pequeño en el fondo. Calculela rapidez de salida del agua.Respuesta: v = 28.4 m/s

#12 Fluye agua continuamente de un tanque abierto como en la figura. La altura del punto 1 es de 10.0 m, y la de

los puntos 2 y 3 es de 2.00 m. El área transversal en el punto 2 es de 0.0480 m2; en el punto 3 es de 0.0160m2. El área del tanque es muy grande en comparación con el área transversal del tubo. Suponiendo que puedeaplicarse la ecuación de Bernoulli, calcule:

a) La rapidez de descarga en m3/s

b) La presión manométrica en el punto 2.

Respuesta: a) Q = 0.200 m3/s, b) P 2 = 6.97× 104 P a

#13 El aire fluye horizontalmente por las alas de una avioneta de manera que su rapidez es de 70.0 m/s arriba del

ala y 60.0 m/s debajo. Si las alas de la avioneta tienen una área de 16.2 m2, considerando la parte superior einferior, ¿qué fuerza vertical neta ejerce el aire sobre la nave? La densidad del aire es de 1.20 kg/m3.Respuesta: F = 12600 N


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