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• zamoraluria

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TAREA 1 TEMA: REPASO DE RELACIONES BASICAS DE MECANICA DE FLUIDOS 1. Una manguera de jardín con un diámetro interior de 1.9 cm se conecta a un aspersor de jardín, en reposo, hecho que tiene 24 agujeros, cada uno de 0.13cm de diámetro. Si el agua de la manguera tiene una velocidad de 0.91 m/s, ¿a qué velocidad sale de los agujeros del aspersor? 2. De un sótano inundado se bombea agua constantemente a una velocidad de 5 m/s y con una manguera de 1 cm de radio. La manguera pasa por una ventana que está a 3.0 m sobre el nivel del agua. ¿Cuál es la potencia de la bomba? 3. Se mueve agua con una velocidad de 5 m/s por un tubo con un área de sección transversal de 40 cm2. .El agua desciende gradualmente 10 m a medida que el tubo aumenta en área transversal a 8 cm2. a) ¿cuál es la velocidad en el nivel inferior? b) si la presión en el nivel superior es de 1.5x10 5 Pa, ¿cuál es la presión en el nivel inferior? 4. En la figura circula agua por un tubo horizontal y luego sale a la atmosfera a una velocidad de 15 m/s. los diámetros de las secciones izquierda y derecha son 5.0 cm y 3.0 cm, respectivamente. A) ¿qué volumen de gua fluye a la atmosfera durante un periodo de 10 minutos? En la sección izquierda del tubo, ¿cuáles son b) la velocidad V2 y c) la presión manométrica? 5. un tubo de agua de 2.5 cm de diámetro interior introduce agua en el sótano de una casa a una velocidad de 0.90 m/s, y a una presión de 170 KPa. Si el tubo se reduce a 1.2 cm y sube al segundo piso a 7.6 m del punto de entrada, ¿Cuáles son a) la velocidad, b) la presión del agua en el segundo piso? 6. Un tanque de área grande se llena con agua a una profundidad D= 0.30 m. un agujero de área de sección transversal A= 6.5 cm 2 en el fondo del tanque permite drenar el agua. a) ¿Cuál es la razón a la que sale el agua, en m 3 /s? b) ¿a qué distancia abajo del fondo es el área de sección transversal del chorro igual a la mitad del área del agujero? 7. Si la velocidad de flujo junto a la superficie inferior del ala de un avión es 110 m/s, ¿Qué velocidad de flujo sobre la superficie superior dará una diferencia de presión de 900 Pa sobre las superficies superior e inferior? Considere la densidad del aire como de 1.30x10-3 g/cm3 8. El agua dulce que hay tras una presa de 15 m de profundidad. Un tubo horizontal de 4 cm de diámetro pasa por la presa a 6.0 m debajo de la superficie del agua, como se muestra en la figura. Un tapón asegura la abertura del tubo. a) encuentre la magnitud de la fuerza de fricción entre el tapón y la pared del tubo. b) cuando el tapón se quita, ¿qué volumen de agua sale por el tubo en 3.0 h?

9. Un medidor Venturi se utiliza para medir se utiliza para medir la velocidad de flujo de un fluido en un tubo. El medidor se conecta entre dos secciones de un tubo (ver figura); el área de sección transversal A de la entrada y salida del medidor es igual al área de sección transversal del tubo. Entre la entrada y salida, el fluido circula en el tubo con velocidad V y luego pasa por una estrecha “garganta” de área de sección transversal a con velocidad v. un manómetro conecta la porción más ancha del medidor con la más angosta. Al cambio en la velocidad del fluido lo acompaña un ∆p en su presión, que produce una diferencia de altura h del líquido en los dos brazos del manómetro (aquí, ∆p es la presión en la garganta menos la presión en el tubo.) a) al aplicar la ecuación de Bernoulli y la de continuidad a los puntos 1 y 2 de la figura, demuestre que:

√

2 a2 ∆ p v= ρ(a2− A2 ) Donde

ρ es la densidad del fluido. b) supóngase que el fluido es agua dulce,

que las áreas de sección transversal son 64 cm 2 en el tubo y 32 cm 2 en la garganta, y que la presión es de 55 KPa en el tubo y de 41 KPa en la garganta. ¿Cuál es el caudal de agua en m3 /s? 10. un tubo de Pitot (ver figura) se utiliza para determinar la velocidad de vuelo de un avión. Consta de un tubo exterior con varios agujeros pequeños B (se muestran cuatro) que permiten la entrada de aire en el tubo; ese tubo está conectado a un brazo de un tubo en forma de U. el otro brazo en forma de U está conectado al agujero A en el extremo frontal del aparato, que apunta en la dirección en que se mueve el avión. En A el aire se estanca, por lo que V a =0, pero en B la velocidad del aire presumiblemente es igual a la velocidad del vuelo V del avión con respecto del aire. a) utilice la ecuación de Bernoulli para demostrar que: v=

√

2 ρgh ρaire

Donde

ρ

es la densidad del líquido en el tubo U y h es la diferencia en los

niveles de fluido en ese tubo. b) supóngase que el tubo contiene alcohol e indica una diferencia de nivel h de 26.0 cm. ¿Cuál es la velocidad del avión con respecto al aire? la densidad del aire es de 1.03 kg/cm 3 y la del alcohol es de 810 kg/m3