UNIVERSIDAD DE MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA

ÁREA DE FÍSICA II TALLER: HIDRODINÁMICA

Dámaris Andrea Jiménez Uribe 2010117032

1. Hállense las dimensiones de los tres términos de la ecuación de Bernoulli

P = F/A = (Kg. m/s2) /m2 = ML-1T-2

= (Kg/m3) (m/s2) (m) = ML-1T-2

= (Kg/m3) (m2/ s2) = ML-1T-2

2. ¿Cuáles son los términos de la ecuación general de Bernoulli que contribuyen positivamente a

las indicaciones dadas por un nanómetro? Los manómetros miden exclusivamente la presión del fluido en un punto determinado, ya que el término de presión potencial depende de la altura a un nivel de referencia, el cual no conoce el manómetro, y el término de la presión cinética solo se aplica en un fluido en movimiento.

3. ¿Por qué se forma una onda fija en una corriente fluida junto a un obstáculo que está hundido

próximo a la superficie? Al pasar sobre el obstáculo, las líneas de corriente se estrechan provocando que aumente la velocidad y disminuya la presión, esto se refleja, o es compensado por un cambio de nivel en la superficie.

4. ¿Por qué es peligroso estar cerca del paso de un tren a gran velocidad? Por la diminución de presión la persona tiende a ser succionada, provocada por el aire arrastrado por el tren en movimiento.

5. ¿Por qué al enunciar el teorema de Torricelli se especifica que el orificio se ha practicado en una pared delgada?

Porque en una pared gruesa, el líquido tendría rozamiento con esta al pasar por el orificio, por lo que se tendría que tener otras consideraciones en la ecuación.

6. ¿Por qué la columna de agua que sale de un grifo se hace más estrecha y acaba rompiéndose en gotas?

El agua al caer acelera. Por el principio de conservación si la velocidad aumenta el área de la sección transversal debe disminuir, provocando que la columna de agua se estreche, hasta que se rompa en gotas debido a la tensión superficial.

7. Demuestre el teorema de Torricelli a partir de la transformación de la energía potencial en cinética La energía potencial de las partículas de la superficie, se transforma en energía cinética de las partículas que salen por el orificio, siendo:

mgh = ½ mv2 v =

8. ¿Qué ocurre en el frasco de Mariotte si el tubo de nivel se introduce por debajo del punto de salida?

El líquido no sale, ya que el nivel inferior del tubo vertical, por donde se pone en contacto con el aire, se encuentra por debajo del orificio de salida, provocando que el líquido suba por el tubo hasta el nivel del orificio de salida.

9. ¿qué es un líquido no Newtoniano? Es un líquido que no cumple la ley de Poiseuille, es decir que su gasto v/t a través de un tubo horizontal, no es proporcional a la presión.

10. ¿Existe alguna semejanza entre el módulo de rigidez de un sólido y el coeficiente de viscosidad de un líquido? Si, la elasticidad de un sólido se debe a fuerzas tangenciales, al igual que las fuerzas de viscosidad de un líquido. Además tanto el coeficiente de fricción como el coeficiente de viscosidad representan la resistencia a un desplazamiento laminar.

11. ¿Por qué el agua fluye en régimen laminar por un tubo capilar y en cambio fluye en régimen turbulento por tubos gruesos? Porque la velocidad crítica para que el agua pase a un régimen turbulento en un capilar es muy alta, a comparación de la velocidad crítica necesaria en un tubo de mucho más diámetro.

12. El humo que asciende del extremo de un cigarrillo encendido suele formar remolinos a unos centímetros del fuego ¿por qué? El humo caliente asciende primero en régimen laminar, pero impulsado por la fuerza ascensional del aire frio en el entorno, acelera hasta llegar a un régimen turbulento, más o menos a unos 2 cm del cigarrillo.

13. ¿Por qué hondean las banderas? Por los remolinos causados por el mástil, los cuales se forman alternadamente a lado y lado de la bandera.

14. ¿Por qué las trombas marinas levantan los barcos en el aire? Las trombas marinas de forman por un fuerte remolino de aire, el cual arrastra en su movimiento al agua, produciendo un cambio de presión que ocasiona un succión ascendente capaz de levantar los barcos en el aire.

15. ¿Por qué las gotitas de agua caen con velocidad uniforme?

Porque llegan a equilibrar su peso con la fuerza de Stokes de rozamiento viscoso en un fluido (aire).

16. ¿Qué ocurriría si las gotas de agua de lluvia no fueran frenadas por la resistencia del aire? Las nubes están a cientos de metros de altura, si el viento no frenara las gotas de agua, su velocidad y por tanto su energía cinética aumentaría tanto, que causarían graves daños en las plantas, casas, e incluso cada vez que hubiera una tormenta, tendríamos que resguardarnos para no ser heridos por el impacto.

17. Dos paracaidistas de pesos distintos abren sus paracaídas, idénticos, en el mismo momento y a igual altura sobre el suelo; ¿cuál de los dos cae primero? El de mayor peso. La fuerza de resistencia de newton, nos muestra que la velocidad límite es directamente proporcional a la raíz cuadrada del peso total.

18. ¿Cómo varia la velocidad de una paracaidista desde que se lanza del avión hasta que llegue al

suelo? Cuando cae del avión su velocidad va aumentando, ya también su resistencia al aire, hasta que la resistencia iguala su peso, en ese momento adquiere una velocidad límite constante.

19. ¿Por qué los aviadores prefieren despegar y aterrizar contra el viento? El viento al chocar contra las alas, ayuda a la sustentación aumentando el empuje aerodinámico.

20. Si un boomerang es arrojado en el vacio ¿vuelve al punto de partida? No, porque el movimiento característico del boomerang es debido a las acciones mutuas que el aire ejerce sobre un sólido que se mueve en el.

21. ¿Por qué vuelan los aviones de papel? Gracias a la velocidad con que se le arroja, el aire que se desliza por arriba y por abajo ejercen una presión (abajo) y una depresión (arriba), que produce una fuerza que los sustenta, cuando pierden velocidad, a causa del rozamiento con el aire, el avión cae.