Fluidos

Guía de Problemas. Hidrostática. 1. Un tanque cerrado está parcialmente lleno con glicerina. Si la presión del aire dentro del tanque es de 6 psi (41,37 kPa) y el nivel de glicerina es de 10 ft (3,05 m), cual será la presión en el fondo del tanque?.( γglicerina = 12,4 kN/m3)

2. Se tiene un tanque construido por una serie de cilindros con los siguientes diámetros : 0,3 ; 0,25 y 0,15 m como semuestra en la figura. El tanque contiene: aceite (γaceite = 8,95 kN/m3), agua (γagua = 10 kN/m3) y glicerina (γglicerina = 12,4 kN/m3) y en el fondo del mismo se coloca un manómetro de mercurio. Se pide calcular la altura h indicada por el manómetro.

3. Determine la inclinación del tubo del manómetro si para las condiciones mostradas en la figura la presión en A supera a la presión en B por 6,89kPa. (Nota: SG es la densidad del líquido relativa a la del agua, es decir SG = ρ/ ρagua)

4. Una piscina tiene 7 m de ancho y 18 m de largo. Determinar la magnitud y la ubicación de la fuerza horizontal que experimenta cada una de las paredes laterales de la piscina. Considerar que la profundidad de la misma es constante e igual a 2,5 m.

5. La figura muestra la sección transversal de untanque cerrado de 7 m de largo. El tanque contiene alcohol etílico y la presión del aire es de 40 kPa. Determine la magnitud de la fuerza resultante que actúa sobre la base del tanque.

6. Un tanque abierto tiene en una de sus paredes laterales una compuerta triangular como la mostrada en la figura. La puerta puede pivotar respecto al eje A-B. Conociendo las dimensiones del tanque y que estecontiene agua se pide: determinar el momento, respecto al eje A-B, que es necesario aplicar para mantener la compuerta cerrada.

7. La compuerta rectangular C-D de la figura tiene 2 m de ancho y 1,8 m de largo. Asumiendo que el material de la compuerta es homogéneo y despreciando la fricción en la bisagra C, se pide: determinar el peso de la compuerta de manera que esta permanezca cerrada hasta queel nivel del agua esté 2 m por encima de la bisagra.

8. Una compuerta con la forma de una superficie cilíndrica parcial (conocida como compuerta Tainter) es empleada para contener el agua en un dique como muestra la figura. El radio de la superficie es de 6,7 m y su longitud es de 11 m. La compuerta puede pivotar respecto del punto A y a su vez dicho punto está 3 m por encima del punto de apoyode la compuerta (C). Determine la magnitud de la fuerza resultante sobre la compuerta. ¿Pasará esta resultante por el punto A?, justifique.

9. Un tapón cónico es colocado en la pared de un tanque como se muestra en la figura. Mostrar que la fuerza horizontal que el agua ejerce sobre el tapón no depende de h. Para la profundidad indicada: ¿cuál será la magnitud de dicha fuerza? (Nota: 1ft =0,3048 m)

10. El cilindro de la figura (de 2,74 m de longitud) se mantiene flotando en aceite y en contacto con la pared. Se pide: determinar la fuerza horizontal que el cilindro ejerce sobre la pared en el punto A. (Nota: γaceite = 9,13 kN/m3 )

11. Un globo aerostático pesa 225 kg incluyendo el peso del globo, la canasta y un pasajero. El aire ambiente tiene una temperatura de 26 ºC mientrasque el aire caliente contenido en el globo está a 66 ºC. Asumiendo que tanto el aire ambiente como el contenido en el globo tiene una presión estándar de 100 kPa (1 atm), se pide: determinar el volumen del globo para soportar el peso total. Asumiendo un globo esférico establecer el radio del mismo. (Nota: considerar al aire como un gas ideal. p = ρ.R.T) 12. Una pieza de forma irregular pesa 3,65kg en aire y 2,39 kg cuando está completamente sumergido en agua. Determinar la densidad del objeto.

13. Un cubo de 1,2 m de arista y 1360 kg de peso flota sumergido hasta la mitad en un líquido contenido en un tanque abierto como se observa en la figura. Se pide determinar la magnitud, dirección y ubicación de la fuerza ejercida por el líquido sobre la superficie inclinada A-B. El ancho del...