fluidos


(LA SOLUCION DE LO PROBLEMAS TIENE COMO OBJETIVO UN MEJOR DESEMPEÑO EN LOS PARCIALES A RECOLVER DURANTE EL CURSO, POR LO TANTO LA COPIA EXACTA DE LA SOLUCION EXPUESTA EN LOS SOLUCIONARIOS NO ES RECOMENDABLE)
1. Un chorro de agua horizontal con velocidad constante que proviene de una boquilla estacionaria choca normalmente contra una placa plana vertical que sesostiene en una vía casi sin fricción. A medida que el chorro de agua choca contra la placa, ésta empieza a moverse debido a la fuerza del agua. ¿La aceleración de la placa se mantendrá constante o cambiará? Explíquelo.




2. Sea un cohete que se desplaza verticalmente acelerándose desde el reposo, el consumo de combustible del mismo es de , siendo la velocidad de escape del fluido constantee igual a (velocidad relativa a la superficie de salida del cohete). Si se puede considerar constante la densidad del fluido, y despreciar la variación temporal de la cantidad de movimiento del cohete, determine:
A. La ecuación que determina la aceleración en función del tiempo del cohete.
B. La ecuación que determina la velocidad en función del tiempo.


3. Sea un avión en vueloascendente con una inclinación respecto a la horizontal, α= 22º.
Sea V la velocidad de escape de los gases de combustión, velocidad relativa a la velocidad del avión, considérese V = constante.
Sea D la fuerza de arrastre debida a las fuerzas superficiales, que se opone al movimiento del avión,

ρ= densidad del aire. Considere como primera aproximación la densidad media entre las alturas de vuelo.S = superficie del avión proyectada en un plano perpendicular a la dirección del movimiento. (Es un dato del problema.)
CD= coeficiente de arrastre. (Se supone constante y conocido).
En un instante considerado, el avión vuela a una velocidad y se halla a una altura Dicho avión está acelerando con el fin de obtener una y una alturaen un tiempo t, en todo momento se mantiene la inclinación.Determine:
1. El flujo másico que sale por los motores del avión en función del tiempo durante el periodo de aceleración considerado. Considere que la masa del avión se mantiene constante.
2. El flujo másico que sale por los motores del avión en función del tiempo durante el período de aceleración considerado. Considérese variable la masa del avión y téngase en cuenta que el caudal másico decombustible es el 5% del caudal entrante a los motores.
3. La altura final a la que se encontrará el avión después del período de aceleración t considerado.
Determine la densidad media del aire atmosférico entre las alturas de vuelo consideradas, sabiendo que la temperatura en la atmósfera en función de la altura h varía según la relación: T= T0– B*h; T0 y B son constantes conocidas.Datos:
V inicial; V final; H inicial; α; V; CD; S; t; T0; B; m inicial avión; ρ. (Considérese ρ conocida para los apartados 1 y 2.)


4. A través de un codo reductor fluye agua. Un tubo está soldado al codo reductor y pasa a través de éste conduciendo un flujo permanente de aceite.
a) Encuentre la componente de fuerza horizontal que el agua ejerce sobre el codo.
b) Encuentre la fuerza horizontalque el aire ejerce sobre el codo.
c) Encuentre la fuerza horizontal que el aceite ejerce sobre el codo.
d) Calcule la fuerza total que el agua, el aire y el aceite ejercen sobre el codo .



5. Un carro contiene fluido de densidad constante. Su masa en t=0 es m0. Un movimiento lento de una tapa pesada genera un flujo constante de masa a través de la salida con una velocidad w0 relativaal carro. El flujo es estacionario y suponemos nulas las pérdidas por fricción. Calcular la velocidad v(t) del carro.
Datos: m(0), m(0) , v(t=0)=0.



6. Quinientos litros de agua por segundo fluyen a través de la tubería. El flujo sale a través de un área rectangular de longitud 0.8 m y ancho de 40 mm. El perfil de velocidad es parabólico. La tubería pesa 1,000 N/m y tiene un diámetro...