Ejercicios fluidos en reposo

FLUIDOS EN REPOSO

PRESION PROMEDIO

Sobre una superficie de área A se define como la fuerza dividida por el área, donde la fuerza debe ser perpendicular (normal) al área:

Fuerza normal sobre una área
Presión promedio =
Área sobre la que la fuerza se distribuye

[pic]Recuerde que la unidad SI de la presión es el pascal (Pa) y 1 Pa = 1 N/m2

PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR Es 1,01 x 105 Pa y es equivalente a 14,7 lb. /pulg2. Otras unidades para la presión son:

1 atmosfera (atm) = 1,013 x 105 Pa
1 torr = 1 mm de mercurio (mmHg) = 133,32 Pa
1 lb. /pulg2= 6,895 KPa.

LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA debida a la columna de un fluido de altura h y densidad de masaes

PRINCIPIO DE PASCAL: Cuando cambia la presión en cualquier punto en un fluido (líquido o gas) confinado, en cualquier otro punto en el fluido la presión también cambiará y en la misma proporción.

PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES: Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido es empujado hacia arriba con una fuerza igual al peso del fluido desplazado. Se puede considerar que la fuerzaboyante actúa verticalmente hacia arriba a través del centro de gravedad del fluido desplazado.

FB = Fuerza Boyante = peso del fluido desplazado

La fuerza boyante sobre un objeto de volumen V totalmente sumergido en un fluido de densidad es y si el peso del objeto equivale a , donde [pic] es la densidad del objeto, la fuerza neta sobre elobjeto será

Fneta (hacia arriba) = Vg (ρf – ρ0)

PROBLEMAS

1.- Un cilindro metálico es de 80 Kg, 2,0 m de longitud y un área de 25 cm2 en cada base. Si una de sus bases está en contacto con el piso. ¿Qué presión ejerce el cilindro sobre el suelo?

2. La presión atmosférica tiene un valor aproximado de 1,0 x 105 Pa ¿Qué fuerza ejerce el aire confinado en un cuartosobre una ventana de 40 cm. x 80 cm?.

3. calcular la presión originada por un fluido en reposo a una profundidad de 76 cm en a) agua
b) mercurio

4. Cuando un submarino se sumerge a una profundidad de 120 m. ¿A que presión total esta sujeta su superficie exterior? La densidad del agua de mar es de aproximadamente 1,03 g/cm3

5. ¿Qué tan alto subirá el agua por la tubería de un edificio siel manómetro que mide la presión del agua indica que está es de 270 KPa (alrededor de 40 lb./pulg2) al nivel del piso?

6. Una represa forma un lago artificial de 8,00 Km2. Inmediatamente detrás del dique, el lago tiene una profundidad de 12,0 m ¿Cuál es la presión producida por el agua a) en la base del dique y b) en un punto localizado a 3,0 m bajo la superficie del lago?

7. Un pistóncargado confina a un fluido de densidad ρ en un recipiente cerrado, como se muestra en la figura. El peso combinado del pistón y la carga es de 200 N, y el área de la sección transversal del pistón es A= 8,0 cm 2 . Calcular la presión en un punto B si el fluido es mercurio y h = 25 cm

Figura 13-1

8.- En una prensa hidráulica como la que se muestra en la figura 13-2, el pistónmás grande en la sección transversal tiene un área A1= 200,0 cm2, y el área de la sección transversal del pistón pequeño es A2= 5,0 cm2. Si una fuerza de 250 N es aplicada sobre el pistón pequeño. ¿Cuál es la fuerza F1 en el pistón grande?

Figura 13-2

9.- Para el sistema explicado en la figura 13-3, el cilindro L de la izquierda tiene una masa de 600 Kgy un área de sección transversal de 800 cm2. El pistón S de la derecha tiene en su sección transversal un área de 25 cm2 y peso despreciable. Si el dispositivo se llena con aceite ¿Calcúlese la fuerza F que se requiere para

mantener el sistema en equilibrio?

Figura 13-3

10.- Un barril se abrirá cuando en su...