PROBLEMAS DINAMICA

Sección 14.6 Ecuación de Bernoulli

28. Un tubo horizontal de 10.0 cm de diámetro tiene una reducción suave a un tubo de 5.00 cm de diámetro. Si la presión del agua en el tubo grande es de 8.00 X 104 Pa y la presión en el tubo menor es de 6.00 X 104 Pa, ¿con qué rapidez circula el agua por estos tubos?
29. A un gran tanque de almacenamiento sin tapa y lleno de agua se le hace un agujeroen su costado en un punto, a 16.0 m bajo el nivel de agua. Si el caudal que sale de la fuga es igual a 2.50 X 10-3 m3/minuto, determine (a) la rapidez con la que el agua sale por el agujero y (b) el diámetro del agujero.
30. Una población mantiene un tanque de grandes dimensiones sin tapa, con agua para emergencias. El agua puede descargarse del tanque por medio de una manquera de 6.60 cm dediámetro. La manguera termina con una boquilla de 2.20 cm de diámetro. Se inserta un tapón de hule en la boquilla. El nivel de agua del tanque se mantiene 7.50 m arriba de la boquilla. (a) Calcule la fuerza de fricción ejercida por la boquilla en el tapón. (b) El tapón se retira. ¿Qué masa de agua sale de la boquilla en 2.00 h? (c) Calcule la presión manométrica del agua circulante en la manguerajusto detrás de la boquilla.
31. Sale agua por una manquera contra incendios, de 6.35 cm de diámetro, a razón de 0.012 0 m3/s. La manguera termina en una boquilla de diámetro interior de 2.20 cm. ¿Cuál es la rapidez con la que sale agua por la boquilla?
32. Cae agua sobre una presa de altura h con un caudal de masa R, en unidades de Kg/s. (a) Demuestre que la potencia disponible del agua es deP = Rgh
Donde g es la aceleración en caída libre. (b) Cada unidad hidroeléctrica en la presa Grand Coulle admite agua a razón de 8.50 X105 kg/s de una altura de 87.0 m. La potencia desarrollada por el agua que cae es convertida en energía eléctrica con una eficiencia de 85.0%. ¿Cuánta energía eléctrica es producida por cada unidad hidroeléctrica?


33. La figura P14.43 muestra un chorro deagua que cae continuamente de la llave de agua de una cocina. En la boca de la llave el diámetro del chorro es 0.960 cm. El chorro llena un recipiente de 125 cm3 en 16.3 s. Encuentre el diámetro del chorro a 13.0 cm debajo de la abertura de la llave.

34. Un legendario niño holandés salvó a Holanda al tapar el agujero de un dique con su dedo de 1.20 cm de diámetro. Si el agujero estaba a 2.00 mbajo la superficie del mar del Norte (densidad 1.030 Kg/m3). (a) ¿Cuál era la fuerza sobre su dedo? (b) Si sacaba el dedo del agujero, ¿Cuánto tardaría el agua que salió en llenar 1 acre de tierras a una profundidad de 1 pie, suponiendo que el agujero permanecería de tamaño constante? (Una familiar norteamericana típica de 4 personas usa 1 acre-pie de agua, 1.234 m3 en un año).
35. Por un tubo de15.0 cm de diámetro se bombea agua al rio Colorado a una población del Gran Cañón, situada en el borde del cañón. El rio está a una elevación de 564 m. y la población está a una elevación de 2 096 m. (a) ¿Cuál es la presión mínima a la que el agua debe ser bombeada si debe llegar a la población? (b) Sise bombean 4 500m3 por día, ¿Cuál es la rapidez del agua en el tubo? (c) ¿Qué presiónadicional es necesaria para entregar este caudal? Nota; Suponga que la aceleración en caída libre y densidad del aire son constante en este intervalo de elevaciones.
36. El géiser Old Faithful de Yellowstone Park (figura P14.46) brota a intervalos aproximados de una hora, y la altura de la columna 40.0 m. (a) Modele el chorro ascendente como una serie de gotas separadas. Analice el movimiento en caídalibre de una de las gotas para determinar la rapidez a la que el agua sale del suelo. (b) ¿Qué pasaría si? Modele el chorro ascendente como una fluido idea en flujo laminar. Use la ecuación de Bernoulli para determinar la rapidez del agua cuando sale al nivel del suelo. (c) ¿Cuál es la presión (arriba de la atmosfera) en la cámara subterránea caliente si su profundidad es de 175m? Se puede...