E.A.P. DE ING. AGROINDUSTRIALFSICA IUNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO ACADMICO DE ENERGA Y FSICA

FSICA II

FLUIDOS

ESCUELA ACADMICA PROFESIONAL INGENIERA AGROINDUSTRIAL

CICLO:

III CICLO

DOCENTE:

M.Sc. CHRISTIAN PUICAN FARROAY

NUEVO CHIMBOTE PER 2 0 1 5

M.Sc. CHRISTIAN PUICAN FARROAYFsica I

E.A.P. DE ING. AGROINDUSTRIALFSICA I

FISICA II: HIDROSTTICA1. Un tronco de 10 KN flota en agua de mar, sumergido 40%, determinar el volumen del tronco (g=10m/s2)2. Un cubo de 2m de arista cuyo peso es 90Kn. La esfera tiene la mitad de su volumen en el agua y su peso es 30 kN. Cul es su volumen? g=10m/s2.

Agua

3. Un pequeo cuerpo cuya densidad es 2000kg/m3 se encuentra sumergido en un lquido cuya densidad es 2600 kg/m3, atado a una cuerda en el fondo del recipiente. Qu tiempo emplear en llegar a la superficie cuando se haya roto la cuerda? g=10m/s2;despreciar rozamientos.

7. 10m/s2)Al soltar la pequea esfera cuya densidad es 500kg/m3. Determine hasta que profundidad ingresa en el agua (g =

8. En el fondo del recipiente mostrado en la figura se tiene una esfera de densidad (r - r 0 ) donde r es ladensidad del lquido; si en t=0 se deja en libertad a la esfera. Determine el tiempo que demora en llegar a la mitad del recipiente si r = 2r 0

24m

lquido

H/2

H

4. Calcule el valor de la fuerza de tensin que soporta la cuerda que sostiene el bloque cbico de 80N y 10cm de arista. ( bloque = 2000 kg/m2; g = 10 m/s2)

9. Un manmetro de extremo abierto (vase la figura) usa un lquido para medir la presin de un gas. Si la

presin manomtrica del gas es

0,5 105Pa ,

halle la densidad del lquido (en g/cm3).

5. Un buzo suelta una pelota cuya densidad es 2/3lquido con la intensin de indicar su posicin.Determine luego de que tiempo llegar a su altura mxima.

80 cm

10. Un bloque cbico de 10 cm de arista y densidad 0,5 g/cm3, flota en un recipiente que contiene agua y aceite. Si el espesor de la capa de aceite es 5 cm y su densidad es 0,8 g/cm3, halle qu longitud de la arista del cubo est por encima de la superficie del aceite (en cm)

5. Una esfera de plstico flota en el agua con el 50%, de su volumen sumergido. Est misma esfera flota en un lquido x con el 40% de su volumen sumergido. Determine la densidad del lquido x6. Un bloque de densidad flota entre 2 lquidos no

aceite

agua

miscibles de densidades 1 y 2( 2 > 1),Determine la altura dela parte sumergida del bloque en el lquido de densidad 2

11. Un bloque de cierto material, pesa 150 N en el aire; cuando el material se encuentra sumergido en el agua y conectado a un dinammetro A, como se muestra en la figura; la lectura del dinammetro es 100N, determine la densidad de dicho material (en kg/m3). el peso de la cuerda y dinammetro es insignificante.

A

12.

agua

12. Determine la relacin

1 si la compuerta que2

17. Desde el fondo de un estante con agua se lanza un cuerpo como se indica. Determine la mxima altura que alcanza respecto de su nivel de lanzamiento (

separa los lquidos se encuentra en reposo

13. Determine la deformacin que presenta el resorte de rigidez k=500 N/m. El bloque cbico es homogneo, de 4 kg y permanece en equilibrio en la posicin que se muestra. (g=10 m/s2)

14. A qu distancia de A sale la esfera cuya densidad es de 400 kg/m3, si sta ingresa al agua con Vo = 50 m/s?. (g = 10 m/s2) desprecie la viscosidad.A

37

esfera=500 kg/m3, g=10 m/s2)

18. En un tubo en U se tienen 3 lquidos no miscibles A, B Y C. Si A=500 kg/m3, c=300 kg/m3;determine la densidad del lquido B

19. Considere el sistema de la figura donde el tubo est lleno de aceite de densidad = 0,85g/cm3. Uno de los recipientes est abierto a la atmsfera y el otro est cerrado y contiene aire. Determine la presin en los puntos A y B si la presin atmosfrica es 1atm.20. Determine la presin en los puntos A, B, y C de la figura donde el aceite tiene densidad 0,90g/cm3 y elagua 1,00g/cm3.

15. Un cuerpo de densidad

c = 2000

kg / m 3 se

encuentra sumergido en un lquido de

L = 2600

kg / m 3 , atado a una cuerda como se muestra.Cunto tiempo emplear en llegar dicho cuerpo a la superficie libre del lquido cuando se rompa la cuerda? (g = 10 m / s 2 )

24m

16. El cubo homogneo mostrado se encuentra en equilibrio sumergido entre agua y aceite. Determine ladeformacin del resorte. ( cubo=2700 kg/m3; aceite=800 kg/m3, k=450 N/m; g=10 m/s2)

Problema 19

Problema 20

HIDRODINMICA

1. Un venturmetro horizontal tiene dimetros de 60 y 45 cm en la entrada y la garganta respectivamente. La lectura de un manmetro diferencial de agua es de 10 cm cuando est conectado entre la entrada y la garganta y fluye aire a travs del aparato. Considrese constante igual a 1.28 kg-f/m3 el peso especfico del aire y despreciando la friccin, determinar el caudal enm3/s.2. En un tanque la presin del agua en un orificio practicado en la pared es 400gr-f/cm2. Cul es la profundidad del orificio?. Cul es la velocidad de salida del agua?. Cul es la velocidad del lquido en un punto del chorro que est a 50cm por debajo del orificio?.3. El radio de un cilindro circular recto mide 3.06m y su altura 6.12m. El cilindro que se llena con agua tiene en su base un pequeo orificio circular de 25.5mm de dimetro. Cunto tardar en salir todo el agua?. Si: (a) V = (2gh)1/2 (b) V = 0.6 (2gh)1/24. Se practica un orificio circular de 2cm de dimetro en la pared lateral de un gran depsito, a una distancia de 10m por debajo del nivel del agua en el mismo. Calcular:a) La velocidad de salida

b) El volumen que sale por unidad de tiempo.

5. Qu presin manomtrica se necesita en las bocas de riego de una ciudad para que el chorro de una manguera contra incendios conectada a una de ellas alcance una altura vertical de 20m?

6. Dos depsitos A y F, contienen el mismo lquido. Un tubo horizontal BCD, que tiene un estrechamiento en C, descarga agua del fondo del depsito A, y un tubo vertical E se abre en C en el estrechamiento y se introduce en el lquido del depsito F. Supngase que el flujo es currentilneo y que no hay viscosidad. Si la seccin transversal en C es la mitad que en D, y si D se encuentra a una distancia h1 por debajo del nivel del lquido en A. Qu altura h2 alcanzar el lquido en el tuboE?

1

ABDh1C23

Eh2

F

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7. El agua alcanza una altura H en un gran depsito abierto, de pared vertical. Se practica un orificio en una de las paredes a una profundidad h por debajo de la superficie del agua.a) A qu distancia R del pie de la pared alcanzar el suelo el chorro de agua que sale por el orificio?b) A qu altura por encima del fondo del depsito puede practicarse un segundo orificio para

que el chorro que sale de l tenga el mismo alcance que el anterior?

h

H

R

8. Una tubera de 0.2cm de dimetro, llena de agua en movimiento, tiene un estrechamiento de 0.1m de dimetro. Si la velocidad en la parte de 0.2m es 2m/s. Hallar:a) La velocidad en el estrechamiento

b) El caudal expresado en metros cbicos por segundo.

9. Por una tubera de seccin transversal constante circula agua en rgimen estacionario desde un depsito elevado. En un punto situado 2m por debajo del nivel de agua del depsito, la presin manomtrica de la corriente que circula es de 104 Pa.a) Cul es la velocidad del agua en ese punto?

b) Si la tubera llega hasta un punto situado 3m por encima del nivel del agua del depsito.

Cules son la velocidad y la presin en este ltimo punto?10. 2Un manmetro diferencial est unido a dos secciones rectas A y B, de una tubera horizontal por la que circula agua. La lectura en el manmetro de Mercurio es de 0.80m, siendo el nivel ms cerca de

2A, el ms bajo. Hallar el caudal, si las secciones A1 = 4cm

y A = 2cm2.

E

0.8mCD

y

12VV11A

A22