Hidrostatica e hidrodinamica

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Universidad Mayor de San Andrés -------------------------------------------------
Facultad de Ingeniería Práctica # 1 -------------------------------------------------
Cursos Básicos Física Básica ii –fis 102-------------------------------------------------
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Aux.: Univ. Adolfo Quenallata Layme Grupo “F” -------------------------------------------------
Doc.: Ing. Jorge Gutiérrez Tejerina |

1) Para el tanque de la Figura 1, determine la profundidad h delaceite de densidad relativa 0.95, si la lectura en el manómetro del fondo es de 35.5 lb/plg2, la parte superior del tanque está sellada y el manómetro superior indica 30.0 lb/plg2 .

Resp.- 13.36 pie

Figura 2

Figura 1

2) Un tanque provisto de una compuerta circular es destinado a la recolección de agua de mar (ρrel =1.03) como se muestra en la figura 2. Para impedir que lacompuerta abra se colocará piedras en el borde inferior de la misma. Determine la masa de piedra necesaria para evitar que se abra la compuerta. Considerar el diámetro de la compuerta como 10 m y su masa como 1 tonelada.

Resp.- 10273.52 kg

3) Figura 3
Encuentre la diferencia de presión entre los tanques A y B si d1=300 mm, d2=150 mm, d3=460 mm, d4=200 mm, y ρrelHg=13.6 .

Resp.-77.26 kPa

4) A qué profundidad se hundirá un tronco de 2.40 m de diámetro y 4.50 m de longitud en agua, si la densidad relativa de la madera es de 0.425 (ver figura 4).
Resp.-

5) Un cilindro de madera de roble (de densidad ρ=800 kgm3) de 1 m y 1 cm2 de sección, se halla flotando parcialmente sumergido en agua dulce, suspendido por uno de sus extremos de un hilo a una altura h=225 mm, tal como se muestra en la figura 5. Calcular:
a) La longitud de la parte sumergida y el ángulo que forma el cilindro con la horizontal.
b) La fuerza de empuje que ejerce el agua sobre el cilindro.
c) La tensión en el hilo.
Resp.-a)0.55 m, 30.2°;b)0.542 N;c)0.242 N.

Figura 5
Figura 4


6) Para el manómetro compuesto que se muestra en la figura 6 calcule la presión“manométrica” en el punto A.
Resp.- 90.05 kPa

7) La compuerta de la figura tiene una altura de 2 m un ancho de 2 m, está articulada en A y apoyada en B como se indica en la figura 7. Si el fluido es agua de densidad ρ=1000kgm3 y su nivel llega hasta la mitad de la compuerta, determine las reacciones horizontales en los puntos A y B.

Figura 7
Figura 6


8) Un líquido de densidadρ=1.0 g/cm3, contenido en un recipiente amplio A, sale de él a través de un tubo (ver figura 8). Calcular la velocidad del líquido que sale por el tubo, si h1=10 cm, h2= 20 cm y h3=35 cm. Las distancias l son idénticas.

Figura 9
Resp.- 1.0 m/s
Figura 8

9) Aceite con una gravedad específica de 0.90 está fluyendo por el medidor venturí que se muestra en la figura 9. Sí la desviación delmanómetro, h, es de 28", calcule el flujo volumétrico del aceite.

10) El depósito de la figura 10 está lleno de agua hasta una altura h=1 m. Calcular el tiempo que tarda en subir el nivel desde h=1 m hasta H=2 m , sabiendo que el caudal entrante es Q0=1ls=0.001 m3s
Usar: dxA-x=2A-2x-2Aln(A-x).
Figura 10

11) Un alambre homogéneo de acero de 2 m de longitud y 0,5 mm de radio, cuelga deltecho. Si un cuerpo de 100 kg de masa se suspende del extremo libre, hallar:

a) la elongación del alambre
b) el desplazamiento del punto medio y el esfuerzo hacia abajo sobre él
c) la velocidad de las ondas longitudinales y transversales que se propagan a lo largo del alambre.
Se tiene como datos: Yacero =2*1011Pa; ρacero=7800 kg/m3.

Resp.- a)12.48 mm;b)6.24 mm; F=980 N;...
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