Problemas resueltos de fluidos

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problema.gif (205 bytes)Consideremos el movimiento de un objeto de volumen V y masa M que cae a través de un fluido con viscosidad cero (sin rozamiento).

problema.gif (205 bytes)Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor. Calcular la superficie mínima que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un naúfrago de 70 kg. La densidad del corcho es de 0.24 g/cm2.

Nota: entendemos por superficie mínima la que permite mantener al hombre completamente fuera del agua aunque la tabla esté totalmente inmersa en ella.

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fluidos_05.gif (1310 bytes) Un cable anclado en el fondo de un lago sostiene una esfera hueca de plástico bajo su superficie.

El volumen de la esfera es de 0.3 m3 y la tensión del cable 900 N.

Densidad del agua de mar 1.03 g/cm3

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Un depósito de agua está cerrado por encima con una placa deslizante de 12 m2 y 1200 kg de peso. El nivel del agua en el depósito es de 3.5 m de altura. Calcular la presión en el fondo. Si se abre un orificio circular de 5 cm de radio a medio metro por encima del fondo, calcúlese el volumen de agua que sale por segundo por este orificio. (Se considera que el área del orificio es muy pequeño frente al área del depósito).

Dato: la presión atmosférica es de 105 Pa

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La prensa hidráulica de la figura está formada por dos depósitos cilíndricos, de diámetros 10 y 40 cm respectivamente, conectados por la parte inferior mediante un tubo, tal como se indica en la figura. Contienen dos líquidos inmiscibles: agua, de densidad 1 g/cm3 y aceite 0.68 g/cm3.

Determinar el valor de la masa m para que el sistema esté en equilibrio.

Tomar g=9.8 m/s2.

Presión atmosférica = 101293 Pa.

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fluido_02.gif (2401 bytes) El depósito de la figura contiene agua.

a) Si abrimos la llave de paso, ¿qué altura tendrá el agua en cada lado del depósito cuando se alcance el equilibrio?

b) ¿qué cantidad de agua pasará de un recipiente al otro hasta que se alcance el equilibrio?

 

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De un gran depósito de agua, cuyo nivel se mantiene constante fluye agua que circula por los conductos de la figura hasta salir por la abertura D, que está abierta al aire. La diferencia de presión entre los puntos A y B es PB - PA = 500 Pa.

Sabiendo que las secciones de los diferentes tramos de la conducción son SA= SC = 10 cm2 y SB=20 cm2, calcular las velocidades y las presiones del agua en los puntos A, B, C, de la conducción.

La presión en C es la atmosférica, igual a 105 Pa.

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fluidos_09.gif (1977 bytes) Para saber la velocidad del agua en una tubería empalmamos en ella un tubo en forma de T de menor sección, colocamos tubos manométricos A y B, como indica la figura y medimos la diferencia de altura (5 cm) entre los niveles superiores del líquido en tales tubos.
  • Sabiendo que la sección del tubo estrecho es 10 veces menor que la tubería, calcular la velocidad del líquido en ésta.
  • Calcúlese el gasto, si el área de la sección mayor es 40 cm2

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fluidos_06.gif (1944 bytes) El gasto en una tubería por la que circula agua es 208 l/s. En la tubería hay instalado un medidor de Venturi con mercurio como líquido manométrico. Si las secciones de las tuberías son 800 y 400 cm2,

Calcular el desnivel h que se produce en el mercurio. Dato: densidad del mercurio 13.6 gr/cm3

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fluidos_07.gif (3035 bytes) Dos depósitos abiertos muy grandes A y F, véase la figura, contienen el mismo líquido. Un tubo horizontal BCD que tiene un estrechamiento en C, descarga agua del fondo del depósito A, y un tubo vertical E se abre en C en el estrechamiento y se introduce en el líquido del depósito F. Si la sección transversal en C es la mitad que en D, y si D se encuentra a una distancia h1 por debajo del nivel del líquido en A.

¿A qué altura h2 alcanzará el líquido en el tubo E?. Expresar la respuesta en función de h1.

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 Del depósito A de la figura sale agua continuamente pasando través de depósito cilíndrico B por el orificio C. El nivel de agua en A se supone constante, a una altura de 12 m sobre el suelo. La altura del orificio C es de 1.2 m. El radio del depósito cilíndrico B es 10 cm y la del orificio C, 4 cm. Calcular:

§         La velocidad del agua que sale por el orificio C.

§         La presión del agua en el punto P depósito pequeño B

§         La altura h del agua en el manómetro abierto vertical.

Dato: la presión atmosférica es 101293 Pa.