SEMINARIO: MECANICA DE FLUIDOS

1. Una seorita de 50.0 kg se apoya completamente sobreel taco de uno de sus zapatos. Si el taco tiene formacircular de 5mm de radio, calcular la presin ejercidasobre el piso.

2. Un tpico globo aerosttico de aire caliente tiene unvolumen de 2200 m3. La densidad del aire calientedentro del globo a la temperatura de 100 C es de 0.946kg/m3. Cuanto peso puede levantar un globo de airecaliente (contando el globo mismo)?. La densidad delaire a la temperatura de 20 C es de 1.20 kg/m3.

3. Un submarino de guerra tiene una longitud de 110 m yun casco con dimetro de 10m. Suponiendo que elsubmarino tiene una parte superior plana con un rea A= 1100 m2 y que la densidad del agua de mar es de 1024kg/m3. Calcular la fuerza neta que empuja hacia abajosobre la parte superior del submarino a una profundidadde inmersin de 250 m.

4. Despreciando los efectos de la altura, calcular la masatotal de la atmsfera terrestre. (Radio de la tierra:6.37x106 m, Presin a nivel del mar: 1.013x105 Pa.)

5. El resorte del sensor de presinmostrado en la figura tiene unaconstante fuerza de 1000N/m, yel pistn tiene un dimetro de2.00cm. Qu cambio enprofundidad de inmersin enagua har que el pistn sedesplace 5.0mm?

6. Calcular que fraccin del volumen de un tempano,flotando en el agua del mar, resulta visible sobre lasuperficie. (hielo = 0.917 g/cm3)

7. Al apretar aprieta la manija de unabotella de atomizador (aerosol), sehace que el aire fluya de manerahorizontal a travs de la abertura deun tubo que se extiende hacia abajodentro del lquido hasta casi llegar alfondo de la botella. Si el aire se estmoviendo a 50.0 m/s, Calcular es ladiferencia de presin entre la partesuperior del tubo y la atmosfera?Considerar la densidad del aire 1.20kg/m3.

8. Una piscina tiene dimensiones 30.0m x 10.0m y fondoplano. Cuando la piscina el llenada con agua hasta unaprofundidad de 2.0m, calcular la fuerza ejercida sobre elfondo y cada una de las caras laterales.

9. Un bloque de aluminio de 1.00kg, es suspendido de unacuerda y luego totalmente sumergido a un recipiente conagua. Calcular la tensin en la cuerda antes y despus desumergir el bloque.

10. Se coloca glicerina en un manmetro diferencial (tuboen forma de U) hasta que la altura en ambas ramas sea20.0cm. Luego se coloca etil alcohol en una de lasramas formando una columna de 20.0cm. Calcular ladistancia entre la parte superior de la columna deglicerina y la de alcohol.

11. Un bloque cbico de madera, de 10cm de lado, flota enla interface entre aceite y agua con su cara inferior a1.50cm por debajo de la interface, como se muestra enla figura. Si la densidad del aceite es 0.79g/cm3,calcular: a) la presin hidrosttica en las caras superior einferior del cubo; b) la masa del cubo; c) la densidad dela madera.

12. Una esfera, de 4.9N/m3 de peso especfico, se sueltadesde un punto ubicado a 5.0m sobre la superficie libredel agua contenida en un recipiente de 10.0m deprofundidad. Calcular la profundidad mxima a la quese sumerge la esfera. Despreciar efectos de viscosidad.

13. Un tanque cilndrico grande de altura H, abierto en laparte superior, est completamente lleno con agua. Si enla parte lateral a una profundidad h y por debajo de lasuperficie del agua se hace un pequeo orificio (radiomucho menor que el radio del tanque): a) a qudistancia R de la base del tanque caer el agua que salepor el orificio lateral?, b) a qu altura por encima de labase del tanque se puede hacer un orificio para quelogre el mismo alcance?

aceite

madera

agua

14. Una esfera de vidrio de 2.0cm se ubica en el fondo deun recipiente que contiene leche (hielo = 1.03 g/cm3). Sila fuerza normal sobre la esfera sobre la esfera desde lasuperficie inferior es 9.48x10-2N, calcular la masa de laesfera.

15. El agua fluye en rgimen estacionario desde el tanqueabierto mostrado en la figura. El rea de la seccintransversal en el punto 2 es 0.0480m2 y en el punto 3 es0.0160m2. Considerando que el rea de la seccintransversal del tanque es mucho mayor que la delostubos, aplicar la ecuacin de Bernoulli para calcular: a)la tasa de descarga en m3/s, b) la presin manomtricaen el punto 2.

16. La figura muestra un tanque con una vlvula en la partebaja. Calcular la altura mxima que alcanza el agua quesale por la parte derecha del tanque cuando se abre lavlvula. Asumir que el rea en A es mucho mayor queel rea en B, y considerar h=10.0m, L=2.00m y =30.

17. La figura muestra un tubo horizontal de tres secciones atravs del cual fluye aire a temperatura ambiente desdela izquierda. Si los manmetros conectados al tubocontienen agua, calcular la velocidad del aire en cadauna de las secciones, considerando que los dimetrosson D1= 6.5cm, D2= 4.5cm y D3= 2.5cm.

18. A travs del tubo horizontal de la figura fluye etanol(=791g/cm3). Las reas de seccin transversal en cadaparte es A1=1.20x10-3m2 y A2=A1/2. Si la diferencia depresin en dichas reas es 4120Pa, calcular el gastovolumtrico de etanol.

19. Describir el funcionamiento y uso de: manmetro,barmetro, densmetro, viscosmetro.

20. Explicar y describir al menos una aplicacin prctica decada uno de los siguientes fenmenos: tensinsuperficial, capilaridad efecto magnus.

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Los ejercicios pendientes SE DEBENPRESENTAR EN GRUPOS DE

MXIMO 03 ESTUDIANTES y estardesarrollados en su respectivo cuaderno.(Fecha presentacin: viernes 20/06/14)

21

3

4.5cm1.5cm