Guerra

Hidrodinámica a) 1. Preguntas. El suministro de agua para una ciudad se proporciona con frecuencia de depósitos construidos en tierras altas. El agua fluye desde el depósito, a través de tuberías, y entra a su casa cuando usted abre la llave de su toma. ¿Por qué fluye más rápido fuera de la toma en un primer piso de un edificio que en departamento del piso más alto?

El principio de Bernoullies: P1 +

1 2 1 ρv 1 + ρgy 1 = P2 + ρv 2 + ρgy 2 2 2 2

Por lo general los edificios no son demasiado altos para que la presión atmosférica entre sus extremos (primer y último piso) tenga mucha variación, por lo que se les puede considerar aproximadamente iguales. Además, a nivel del suelo se puede considerar que la altura es 0 metros. Por lo tanto, la ecuación de Bernoullí quedará:

1 2 1 2ρv 1 = ρv 2 + ρgy 2 , entonces claramente se observa que v1 debe ser mayor que 2 2
v2. 2. El humo sube por una chimenea más rápido cuando sopla una brisa. Con la ecuación de Bernoulli explique este fenómeno.

Si tomamos en cuenta la ecuación

rd u

En la sección 1, al interior de la casa, la velocidad v1 se considera nula. En el extremo superior de la chimenea la altura y1 = y2, por lo tantosolo queda:

g

o

P1 +

1 2 1 ρv 1 + ρgy 1 = P2 + ρv 2 + ρgy 2 2 2 2

.c

l
2

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1

3.

El desviador de viento hace que por la parte superior del camión el aire deba recorrer mayor distancia que el aire que va por la parte inferior, así la presión en la parte superior será menor que en la parte inferior del camión. Esto trae como consecuencia que la fuerza con que semanifiesta la presión sobre el camión es mayor en la parte inferior que en la parte superior, por lo tanto esta fuerza, de sustentación, se opondrá al peso y así el camión será “más liviano”, por lo que requerirá de menor fuerza motriz para moverlo. 4. Si se abre repentinamente una regadera de agua al máximo, ¿por qué la cortina de la regadera se mueve hacia adentro?
1

Hernán Verdugo FabianiProfesor de Matemática y Física www.hverdugo.cl

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¿Por qué muchos camiones usan desviadores de viento sobre la parte superior de sus cabinas?

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casa “empujará” las moléculas de humo hacia fuera. Se apreciará que mientras mayor sea la velocidad de la “brisa” exterior, mayor será la velocidad con que salen expulsadas las moléculas de humo.

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v

P1 = P2 +

1 2 ρv 2 . Entonces P1es mayor que P2 por lo que la presión al interior de la 2

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Si se piensa en el baño, el aire que está al interior se puede decir que está en reposo, el cubículo del baño se divide en dos partes, la que tiene a la regadera y la que no lo tiene. Al accionar la regadera, el agua provoca que las moléculas de aire, en ese sector, adquieran velocidad mayor a cero, por lo tanto en esa zona lapresión disminuirá, y en consecuencia la presión fuera de la zona de la regadera actuará sobre la cortina empujándola hacia el sector de la regadera. 5. Si el aire de una secadora de pelo sopla sobre la parte superior de una pelota de ping pong, la bola puede suspenderse en el aire. Explique.

La pelotita de ping pong si queda en el centro del chorro de aire estará en una zona de menor presión quela que está fuera del chorro de aire, esto porque fuera del chorro la velocidad del aire es menor que en el chorro. Por lo tanto, la presión externa al chorro es mayor que la interna. En consecuencia la pelotita permanecerá en equilibrio vertical. 6. Cuando los saltadores de esquí están el aire, ¿por qué inclinan sus cuerpos hacia delante y mantienen sus manos a los lados?

La idea es similar ala del desviador de viento del camión. El esquiador debe tratar de que el aire que circula por sobre él viaje a mayor velocidad que el que va por bajo él. Así, él recibirá una fuerza vertical hacia arriba por causa de que abajo la presión es mayor que arriba. Entonces su peso aparente será menor y podrá estar en el aire un tiempo mayor, alcanzando un salto de mayor longitud. b) 7. Ejercicios:...