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14.35. Una regadera tiene 20 agujeros circulares cuyo radio es de 1.00
mm. La regadera está conectada a un tubo de 0.80 cm de radio. Si la
rapidez del agua en el tubo es de 3.0 m>s, ¿con qué rapidez saldrá de
los agujeros de la regadera?
14.36. Fluye agua por un tubo de sección transversal variable, llenándolo
en todos sus puntos. En el punto 1, el área transversal del tubo
es de 0.070 m2, y larapidez del fluido es de 3.50 m>s. ¿Qué rapidez
tiene el fluido en puntos donde el área transversal es de a) 0.105 m2?
b) ¿0.047 m2? c) Calcule el volumen de agua descargada del extremo
abierto del tubo en 1.00 h.
14.37. Fluye agua por un tubo circular de sección transversal variable,
llenándolo en todos sus puntos. a) En un punto, el radio del tubo
de 0.150 m. ¿Qué rapidez tiene el agua en estepunto si la tasa estable
de flujo de volumen en el tubo es de 1.20 m3>s? b) En otro punto,
la rapidez del agua es de 3.80 m>s. ¿Qué radio tiene el tubo en este
punto?
14.38. a) Deduzca la ecuación (14.12). b) Si la densidad aumenta
en 1.50% del punto 1 al 2, ¿qué sucede con la tasa de flujo de
volumen?
Sección 14.5 Ecuación de Bernoulli
14.39. Un tanque sellado que contiene agua de mar hasta unaaltura de
11.0 m contiene también aire sobre el agua a una presión manométrica
de 3.00 atm. Sale agua del tanque a través de un agujero pequeño en el
fondo. Calcule la rapidez de salida del agua.
14.40. Se corta un agujero circular de 6.00 mm de diámetro en el costado
de un tanque grande de agua, 14.0 m debajo del nivel del agua en
el tanque. El tanque está abierto al aire por arriba. Calcule a) larapidez
de salida del agua y b) el volumen descargado por segundo.
14.41. ¿Qué presión manométrica se requiere en una toma municipal
de agua para que el chorro de una manguera de bomberos conectada a
ella alcance una altura vertical de 15.0 m? (Suponga que la toma tiene
un diámetro mucho mayor que la manguera.)
14.42. En un punto de una tubería, la rapidez del agua es de 3.00 m>s y
la presiónmanométrica es de 5.00 3 104 Pa. Calcule la presión manométrica
en otro punto de la tubería, 11.0 m más abajo, si el diámetro
del tubo ahí es el doble que en el primer punto.
14.43. Sustentación en un avión. El aire fluye horizontalmente
por las alas de una avioneta de manera que su rapidez es de 70.0 m>s
arriba del ala y 60.0 m>s debajo. Si las alas de la avioneta tienen una
área de 16.2 m2,considerando la parte superior e inferior, ¿qué fuerza
vertical neta ejerce el aire sobre la nave? La densidad del aire es de
1.20 kg>m3.
14.44. Una bebida no alcohólica (principalmente agua) fluye por una
tubería de una planta embotelladora con una tasa de flujo de masa que
llenaría 220 latas de 0.355 L por minuto. En el punto 2 del tubo, la presión
manométrica es de 152 kPa y el área transversal es de8.00 cm2.
En el punto 1, 1.35 m arriba del punto 2, el área transversal es de 2.00
cm2. Calcule a) la tasa de flujo de masa; b) la tasa de flujo de volumen;
c) la rapidez de flujo en los puntos 1 y 2; d) la presión manométrica en
el punto 1.
14.45. En cierto punto de una tubería horizontal, la rapidez del agua es
de 2.50 m>s y la presión manométrica es de 1.80 3 104 Pa. Calcule la
presiónmanométrica en un segundo punto donde el área transversal es
el doble que en el primero.
14.46. Un sistema de riego de un campo de golf descarga agua de un
tubo horizontal a razón de 7200 cm3>s. En un punto del tubo, donde el
radio es de 4.00 cm, la presión absoluta del agua es de 2.40 3 105 Pa.
En un segundo punto del tubo, el agua pasa por una constricción cuyo
radio es de 2.00 cm. ¿Qué presión absolutatiene el agua al fluir por esa
constricción?
Problemas
14.47. En una demostración en la clase, el profesor separa con facilidad
dos cascos hemisféricos de acero (diámetro D) usando las asas
con las que están provistos. Luego los une, extrae el aire hasta una
presión absoluta p, y se los da a un fisicoculturista que está sentado
en la última fila del salón para que los separe. a) Si la presión...