cavitacion
u = 10 cm/s = 0,1 m/s
finalmente
FT = 400 x 10–4 m2. 1 x 10–3 Ns. 0,1m/s =
m2 1 x 10–3 m
–3
FT = 4,0 x 10 N
Ejercicio propuesto en clase 2
Calcular las fuerzas normal y tangencial, si el fluido entre las placas es aceite.
ν = 0,005 m2/s = 5,0 x 10–3 m2/s
S = 0,90
t = 1 x 10–3 m
L = 0,20 m
u = 10 cm/s = 0,1 m/s
σ = 38,0 x 10–3 N/m
t = 20 ºCResolución
Fuerza normal (FN)
ΣFy = 0
FN – σ.2.perímetro = 0
L = 0,20 m
perímetro = 4.L = 0,80 m
σ = 38,0 x 10–3 N/m
entonces
FN = 38,0 x 10–3 N/m.2.0,80 m = 60,8 x 10–3 N
FN = 60,8 x 10–3 N
Fuerza tangencial (FT)
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CAPÍTULO 1
STASSI, MAURO JOSÉ
AÑO 2007
τ = μ du
dy
además
τ = FT/A = FT/L2
entonces
FT = μ L2dudy
ρH2O(20 ºC) = 1 x 103 kg/m3
S = 0,90
ν = μ/ρAceite = 3,8 x 10–6 m2/s
ν = μ/ρH2OS = 3,8 x 10–6 m2/s
entonces
μ = νρH2OS = 3,8 x 10–6 m2/s.1 x 103 kg/m3.0,90 = 3,42 x 10–3 Ns/m2
u = 10 cm/s = 0,1 m/s
finalmente
FT = 400 x 10–4 m2. 3,42 x 10–3 Ns. 0,1 m/s =
m2 1 x 10–3 m
–3
FT = 14,0 x 10 N
Ejercicio propuesto en clase 3
Calcular la resistencia ofrecida por el aceite entre el eje yla camisa, si el eje se desplaza con una
velocidad 0,5 m/s.
∅eje = 8,00 cm = 0,0800 m
∅cam = 8,02 cm = 0,0802 m
tAceite = 80º
S = 0,90
σ = 0,03 N/m
ν = 0,005 m2/s
L = 0,30 m
e = ∅cam – ∅eje = 0,0802 m – 0,0800 m = 1 x10–4 m
2
2
Resolución
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CAPÍTULO 1
STASSI, MAURO JOSÉ
AÑO 2007
τ = μ du
dy
además
τ = F/Aentonces
F = μ Adu
dy
A = π∅proL
∅pro = ∅cam + ∅eje = 0,0802 m + 0,0800 m = 0,0801 m
2
2
entonces
A = π∅proL = π.0,0801 m.0,30 m = 0,075 m2
Suponiendo temperatura del agua ambiente
ρH2O(20 ºC) = 1 x 103 kg/m3
S = 0,90
ν = μ/ρAceite = 5,0 x 10–3 m2/s
ν = μ/ρH2OS = 5,0 x 10–3 m2/s
entonces
μ = νρH2OS = 5,0 x 10–3 m2/s.1000 kg/m3.0,90 = 4,5 Ns/m2
finalmente
F = 0,075 m2. 3,32 x 10–3 Ns.0,5 m/s = 1698,58
m2 1 x 10–4 m
F = 1698,58 N
Observación: Este es el resultado obtenido en clase por el Ing. Casteló
Suponiendo temperatura del agua a 80 ºC
ρH2O(80 ºC) = 971,8 kg/m3
S = 0,90
ν = μ/ρAceite = 5,0 x 10–3 m2/s
ν = μ/ρH2OS = 5,0 x 10–3 m2/s
entonces
μ = νρH2OS = 5,0 x 10–3 m2/s.971,8 kg/m3.0,90 = 4,37 Ns/m2
finalmente
F = 0,075 m2. 4,37 Ns. 0,5 m/s = 1649,51
m2 1 x 10–4m
F = 1649,51 N
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STASSI, MAURO JOSÉ
AÑO 2007
Ejercicio 1-5
Un fluido newtoniano está en el espacio libre entre un eje y una camisa concéntrica. Cuando una
fuerza de 600 N se aplica a la camisa paralela al eje, la camisa obtiene una velocidad de 1 m/s. Si
se aplica una fuerza de 1500 N, ¿Qué velocidad obtendrá lacamisa? La temperatura de la camisa
permanece constante.
Resolución
F = μ AU
t
600 N = μ A 1 m/s
t
como el fluido, el espesor y el área de contacto es la misma, tenemos
cte = 600 N
1 m/s
Ahora, si la fuerza es 1500 N tenemos
1500 N = cte x
cte = 1500 N
x
igualando
600 N = 1500 N
1 m/s
x
x = 1500 N 1 m/s
600 N
x = 2,5 m/s
Ejercicio 1-10
Una balanza de resortes correctamentecalibrada registra el peso de un cuerpo de 2 kg como 17,0
N en una localidad distante de la Tierra. ¿Cuál es el valor de g en esta localidad?
Resolución
P = gM
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STASSI, MAURO JOSÉ
AÑO 2007
17 N = g2 kg
g = 17 N
2 kg
g = 8,5 m
s2
Ejercicio 1-12
Conviértanse 10,4 unidades SI de viscosidad cinemática a unidadesUSC de viscosidad dinámica
si S = 0,85.
Resolución
ν = μ/ρH2OS = 10,4 m2/s
μ = νρH2OS = 10,4 m2/s.1000 kg/m3.0,85 = 8840 kg/ms
En el sistema USC
μ = 8840 kg . 1 slug 0,3048 ft
ms 14,594 kg 1 m
finalmente
μ = 184,6 slug
ft.s
Ejercicio 1-14
Una placa situada a 0,5 mm de una placa fija se mueve a 0,25 m/s y requiere una fuerza por
unidad de área de 2 Pa (N/m2) para mantener esta...
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