Fluidos FLUIDOS Recopilación Lic. Lorenzo Tanco Villasante 02/04/2015

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PROBLEMAS FLUIDOS

1. Dados el volumen y la densidad, encuentre la masa. ¿Cuál es la masa de una bola

sólida de hierro de radio igual a 18 cm?

Respuesta: 190 kg

2. Presión en un grifo. La superficie del agua en un tanque de almacenamiento está 30 m

por arriba de un grifo de agua en la cocina de una casa (figura). Calcule la diferencia en

la presión del agua entre el grifo y la superficie del agua en el tanque.

3. Fuerza en la ventana de un acuario. Calcule la fuerza debida a la presión del agua

que se ejerce sobre la ventana de observación de un acuario de 1.0 m x 3.0 m, cuyo

borde superior está a 1.0 m debajo de la superficie del agua. (Figura).

4. Un dedo retiene el agua en una pajilla. Usted introduce una pajilla de longitud l en un

vaso largo de vidrio con agua. Luego, coloca un dedo de forma que tape el extremo

superior de la pajilla, atrapando algo de aire por encima del agua e impidiendo que el

aire entre o salga; después, saca la pajilla del agua. La pajilla retiene casi toda el agua

(véase la figura). El aire en el espacio entre el dedo y el límite superior del agua,

¿tendrá una presión mayor, igual o menor que la presión atmosférica que hay afuera

de la pajilla?(haga DCL)

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5. Dos cubetas de agua. Considere dos cubetas idénticas de agua llenas hasta el borde.

Una cubeta contiene sólo agua, mientras que la otra contiene además una pieza de

madera flotando en ella. ¿Cuál tiene el mayor peso?

6. Recuperación de una estatua sumergida. Una estatua antigua de 70 kg se encuentra

en el fondo del mar. Su volumen es de ¿Qué fuerza se necesita para

levantarla?

7. Arquímedes: ¿Es de oro la corona? Cuando una corona cuya masa es de 14.7 kg está

sumergida en agua, una balanza exacta indica sólo 13.4 kg. ¿Está hecha de oro la

corona?

8. Calibración de un hidrómetro. Un hidrómetro es un instrumento simple que sirve

para medir la gravedad específica de un líquido al indicar a qué profundidad se hunde el

instrumento en el líquido. Un hidrómetro particular (figura) consiste en un tubo de

vidrio, pesado en el fondo, que mide 25.0 cm de longitud, de área transversal y

tiene una masa de 45.0 g. ¿Qué tan lejos del extremo debe colocarse la marca 1.000?

9. Globo de helio. ¿Qué volumen V de helio se necesita para que un globo levante una

carga de 180 kg (incluido el peso del globo vacío)?

PRESION; PRINCIPIO DE PASCAL

10. 11.-(II) ¿Qué tan alto llegaría el nivel en un barómetro de alcohol a presión atmosférica

normal?

11. 13. (II) La presión manométrica máxima en un elevador hidráulico es de 17.0 atm.

¿Cuál es el tamaño más grande de vehículo (kg) que puede levantar si el diámetro de la

línea de salida es de 22.5 cm?

12. 15.-( II) a) Determine la fuerza total y la presión absoluta sobre el fondo de una piscina

de 28.0 m x 8.5 m cuya profundidad uniforme es de 1.8 m? b) ¿Cuál será la presión

contra el lado de la piscina cerca del fondo?

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13. 17. (II) Se vierten agua y luego aceite (los cuales no se mezclan) en un tubo en forma de

U, abierto en ambos extremos. Alcanzan el equilibrio como se ilustra en la figura ¿Cuál

es la densidad del aceite? [Sugerencia: Las presiones en los puntos a y b son iguales

Porque?]

14. 19. (II) ¿Cuál es la presión normal de la atmósfera en la cima del Monte Everest, a 8850

m sobre el nivel del mar?

15. 21. (II) Un manómetro de mercurio de tubo abierto se usa para medir la presión en un

tanque de oxígeno. Cuando la presión atmosférica es de 1040 mbar, ¿cuál es la presión

absoluta (en Pa) en el tanque si la altura del mercurio en el tubo abierto es:

a) 21.0 cm más alta, b) 5.2 cm más baja que la del mercurio en el tubo conectado al tanque?

16. 27. (I) Un geólogo encuentra que una roca lunar cuya masa es de 9.28 kg tiene una

masa aparente de 6.18 kg cuando está sumergida en agua. ¿Cuál es la densidad de la

roca?

17. 29. (II) Un globo de forma esférica tiene un radio de 7.35 m y está lleno con helio.

¿Qué carga puede levantar, suponiendo que la cubierta y estructura del globo tienen una

masa de 930 kg? Desprecie la fuerza de flotación sobre el volumen de carga.

18. 33. (II) Como la gasolina es menos densa que el agua, los barriles que contienen

gasolina flotan. Suponga que un barril de acero de 230 L está totalmente lleno de

gasolina. ¿Qué volumen total de acero puede utilizarse para fabricarlo si el barril lleno

de gasolina debe flotar en agua dulce?

19. 39. (II) ¿Cuántos globos llenos de helio se necesitarán para levantar a una persona?

Suponga que el sujeto tiene una masa de 75 kg y que cada globo lleno de helio es

esférico con un diámetro de 33 cm.

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Elasticidad

PROBLEMAS DE ELASTICIDAD Tensión en un alambre de piano. Un alambre de acero para piano de 1.60 m de largo tiene un diámetro de 0.20 cm. ¿Qué tan grande es la tensión en el alambre si se alarga 0.25 cm al estirarlo?

(I) Una columna de mármol con área transversal de 1.4 m2 soporta

una masa de 25,000 kg. a) ¿Cuál es el esfuerzo dentro de

la columna? b) ¿Cuál es la deformación unitaria?

(I) Un señalamiento (masa _ 1700 kg) cuelga del final de una viga de acero en posición vertical con 0.012 m2 de área transversal.

a) ¿Cuál es el esfuerzo dentro de la viga? b) ¿Cuál es la deformación

unitaria en la viga? c) Si la viga mide 9.50 m de

longitud, ¿de cuánto será su alargamiento? (Ignore la masa de la viga misma).

(II) Se encontró que un tendón de 15 cm de longitud se estira 3.7 mm con una fuerza de 13.4 N. El tendón era aproximadamente redondo con un diámetro promedio de 8.5 mm. Calcule el módulo de Young de este tendón.