Ciclo 2014-II

AUTOEVALUACIÓN N°01

Profesor : CABRERA CABRERA, Juan Walter

Alumno : …………………………………………………………………………………………………………….

Pregunta 1. Para un flujo de agua, cuál es la magnitud de la gradiente de velocidad necesaria para producer un esfuerzo de corte de 1.0 N/m

2?

(Rpta.- 877.2 m/s/m) Pregunta 2. Dos placas planas están orientadas en paralelo por encima de una placa inferior fija. La placa superior, situada a una distancia b por encima de la placa fija, se desplaza a una velocidad V. La otra placa delgada se encuentra una distancia c.b, donde 0<c<1, por encima de la placa fija. Esta placa se mueve con la velocidad V1, que está determinada por las fuerzas de corte viscoso impuestas sobre él por los fluidos en su parte superior y parte inferior. El fluido en la parte superior es el doble de viscoso que como en la parte inferior. Encuentre el esfuerzo de corte en la placa superior.

(Rpta.-

c

V

c

V

b 1

21 )

Pregunta 3. Si las placas tuviesen un área cuadra de lado b, ¿qué arrastre se induce sobre la placa?

(Rpta.-

c

V

c

VbArrastre

1

21 )

Pregunta 4. Una placa localizada a una distancia de 0,5 mm de una placa fija se mueve a una velocidad de 0,25 rn/s y requiere una fuerza por unidad de área de 2Pa para mantener esta velocidad. Determine la viscosidad de la sustancia entre las placas en unidades SI y cgs. (Rpta.- 0.04poises)

Pregunta 5. Un cilindro de acero de 25 mm de diámetro y 300 mm de longitud cae, debido a su propio peso, a una tasa uniforme de 0,1 rn/s dentro de un tubo con un diámetro

ligeramente mayor. Entre el cilindro y el tubo hay una película de aceite (=0,3Ns/m2) de espesor constante.

Determine la separación el tubo y el cilindro. La densidad relativa del acero es 7,85. (Rpta.- 6.24x10

-5m)

Pregunta 6. Una capa de agua fluye hacia abajo sobre una superficie inclinada con el perfil de velocidad mostrado. Determina la magnitud del esfuerzo de corte que el agua produce sobre la superficie para un U= 2 m/s y h=0.1 m. (Rpta.- 0.0456N/m

2)

Pregunta 7. Para el problema anterior, estime el valor del esfuerzo de corte en un punto y=0.05m. (Rpta.- 0.0228N/m

2)

Pregunta 8. Un vástago 25 mm de diámetro se tira a través de un rodamiento cilíndrico. El lubricante que llena el hueco de 0,3 mm entre el eje y el cojinete es un aceite que tiene una viscosidad cinemática 8x10

-4 m

2/s

de y una gravedad específica de 0,91. Determinar la fuerza necesaria para tirar del eje a una velocidad de 3m/s. Suponga que la distribución de la velocidad es lineal. (Rpta.- 286N)

Pregunta 9. Un tubo de vidrio se sumerge en mercurio. ¿Cuál es la fuerza hacia arriba sobre el vidrio como resultado de los efectos de superficie? Note que el ángulo de contacto es de 50” afuera y adentro. La temperatura es de 20°C. (Rpta.- 0.0831N)

Problema 6 Problema 8 Problema 9 Pregunta 10. Un gas perfecto se somete a un proceso mediante el cual se duplica su presión y su volumen específico se reduce en un cuarto. Si la temperatura inicial es de 100°C, ¿cuál es la temperatura final en °C? (Rpta.- 286.5°C) Pregunta 11. Una lata de refresco contiene 355 ml. La masa de una lata llena de pop es 0.369 kg, mientras que una lata vacía pesa 0,153 N. Determinar la gravedad específica del refresco. (Rpta.- 0.996)

Pregunta 12. Si el módulo de elasticidad volumétrica del agua es 2,2 GPa, ¿Cuál es la presión requerida para reducir su volumen en un 0.5%? (Rpta.- 11MPa)

Pregunta 13. ¿Qué diámetro se requiere para un tubo de vidrio si se espera que los efectos de capilaridad del agua dentro de este no excedan 0,5 mm? Considere 20°C. (Rpta.- 6mm)

Pregunta 14. Un tubo de vidrio abierto y limpio se inserta verticalmente en una olla con agua. ¿Qué diámetro de tubo se necesita si se espera que el nivel del agua se eleve una altura igual a un diámetro del tubo (debido a la tensión superficial)?. (Rpta.- 5.5mm)

Pregunta 15. Un neumático que tiene un volumen de 3 ft3 contiene aire a una presión manométrica de 26psi y una temperatura de 70°F. Determinar el peso del aire contenido en el neumático. (Rpta.- 0.622 lb)

EL PROFESOR