Guía Hidráulica.docx 6o5m6j

Guía para Cátedra 2 Fluidos en reposo 1. Un cilindro metálico de 80 kg, 2,0 m de longitud y un área de 25 cm2 en cada base. Si una de sus bases está en o con el piso, ¿qué presión ejerce el cilindro sobre el suelo? Respuesta: 313.920 Pa = 3,1 x 105 Pa

2. La presión atmosférica tiene un valor aproximado de 1,0 x 10 5 Pa. ¿Qué fuerza ejerce el aire confinado en una habitación sobre una ventana de 40 cm x 80 cm? F = 3,2 x 104 N.

3. Calcule la presión originada por un fluido en reposo a una profundidad de 76 cm en: a) Agua (agua = 1,00 g/cm3) b) Mercurio (=13,6 g/cm3)

Respuesta: a) P = 7,5 kPa b) P = 1,01 x105 N/m2 ≈ 1,0 atm

4. Cuando un submarino se sumerge a una profundidad de 120 m, ¿a qué presión total está sujeta su superficie exterior? La densidad del agua de mar es de aproximadamente 1,03 g/cm3. Respuesta: P = 13,1 x105 N/m2 = 1,31 MPa 5. Un dique de una represa forma un lago artificial de 8 km2. Justo detrás del dique, el lago tiene una profundidad de 12 m. ¿Cuál es la presión producida por el agua a) en la base del dique y b) en un punto ubicado 3 metros bajo la superficie del lago?. Respuesta: a) P = 118 kPa b) P = 29 kPa

6. Para el sistema que se muestra en la figura, el cilindro L de la izquierda tiene una masa de 600 Kg y un área de sección transversal de 800 cm2. El pistón S de la derecha tiene un área en su sección transversal de 25 cm 2 y peso despreciable. Si el dispositivo se llena con aceite (= 0,78 g/cm3), calcule la fuerza F que se requiere para mantener al sistema en equilibrio.

Respuesta: F = 30,90 N = 31 N 7. Se sospecha que una pieza de oro puro (oro = 19,3 g/cm3) tiene el centro hueco. Cuando se mide en el aire tiene una masa de 38,25 g y en el agua de 36,22 g. ¿Cuál es el volumen del agujero central de la pieza de oro?. Respuesta: = 0,048 cm3

Fluidos en movimiento 8. A través de un tubo de 8 cm de diámetro fluye aceite a una rapidez promedio de 4 m/s. ¿Cuál es el flujo Q en m 3/s y m3/hr? Respuesta: Q = A x v = π x (0,04 m)2 x (4 m/s) = 0,020 m3/s

1 hr = 60 min = 3.600 s

1 seg = 1/3.600 h

Q = (0,020 m3/s) = 0.020 m3/ (1/3600 h) = 72 m3/h

9. De manera experimental se encuentra que por un tubo cuyo diámetro interno es de 7 mm salen exactamente 250 ml de flujos de fluido en un tiempo de 41 s. ¿Cuál es la rapidez promedio del fluido en el tubo? Respuesta: 1 ml = 10-6 m3 y Q = A x v

v = Q / A = [(250 x10-6 m3)/(41s)] / π x (0,0035 m)2 = 0,16 m/s

10. Un tanque abierto en su parte superior tiene una abertura de 3 cm de diámetro que se encuentra a 5 m por debajo del nivel del agua contenida en el tanque. ¿Qué volumen de líquido saldrá por minuto a través de dicha abertura?.

Respuesta: = 7 x10-3 m3/s = 0,42 m3/min