sábado, 13 de marzo de 2010

Mecánica de Fluidos (Hidródinamica, Bernoulli, Ecuación Continuidad) - Ejercicios Resueltos

Hidrodinámica - Revisión de la teoría (Caudal - Ecuación de la continuidad de los fluidos - Tuberías Bifurcada - Velocidad de la sangre, Hidrodinamica)


Ecuación de Bernoulli (Explicación)


Ejercicios Resueltos.



Problema 01
Un dispositivo colocado al final de una tubería se puede utilizar para medir el caudal que circula por la misma. El agua circula por la tubería horizontal. En la rama vertical el fluido esta estático habiendo subido una altura h1., la sección de la tubería en el punto 1, es 10 cm2 y la salida 5 cm2, si el caudal volumetrico que circula por la tubería es Q=10-3m/s. Hallar h1.
Solución:



Problema 02
Calcular el caudal de una bomba utilizada para llenar un depósito de dimensiones 2x2x2 m teniendo en cuenta que tarda en llenarse 100 min.
Solución: 



Problema 03
Una tubería de 180 mm  de diámetro transporta agua a razón de 0.09 m3/s. La tubería se ramifica en dos de menor diámetro es de 15 m/s, ¿Cuál será la velocidad en la tubería de 120 mm de diámetro?
Solución: 



Aplicación de la Ecuación de Bernoulli
(Hacer clic sobre la imagen para ver la solución en vídeo)

Ejercicios de Nivel Básico.
Problema 01
Un tanque sellado que contiene agua de mar  hasta una altura de  11m contiene también  aire  sobre el agua a una presión manométrica de 3.00 atm.
Sale agua del tanque a través de un  agujero pequeño en el fondo.  Calcule la rapidez de salida del agua.
Problema 02
Sustentación en un avión. El aire fluye horizontalmente por las alas de una avioneta de modo que su  rapidez es de 70.0 m/s arriba del ala y 60.0 m/s debajo. Si la avioneta tiene una masa de 1340 Kg y un  área de alas de 16.2 m2, ¿qué fuerza vertical neta (incluida la gravedad) actúa sobre la nave? La densidad  del aire es de 1.2Kg/m3.
Problema 03
Un sistema de riego de un campo de golf  descarga agua de un tubo horizontal a razón de 7200 cm3/s.  En un punto del tubo, donde el radio es de 4.00 cm, la presión absoluta del agua es de 2.4x105 Pa.  En un  segundo punto del tubo, el agua pasa por una constricción cuyo radio es de 2.00 cm. ¿Qué presión  absoluta tiene el agua al fluir por esa construcción?
Problema 04
Hay agua hasta una altura H en un tanque abierto grande con paredes verticales (ver figura). Se hace un  agujero en una pared a una profundidad h bajo la superficie del agua. a) ¿A qué distancia R del pie de la  pared tocará el piso del chorro que sale?


Problema 05
Fluye agua continuamente de un tanque abierto como se muestra en la figura. La altura del punto 1 es  de 10.0m, y la de los puntos 2 y 3 es de 2.00m. El área transversal en el punto 2 es de 0.0480 m2; en  el punto 3 es de 0.0160 m2. El área del tanque es muy grande en comparación con el área transversal  del tubo. Suponiendo que puede aplicarse la ecuación de Bernoulli, calcule la rapidez de descarga en  m3/s; b) la presión manométrica en el punto 2.
Problema 06
El diseño moderno de aviones exige una sustentación, debida a la fuerza neta del aire en movimiento sobre  el ala, de cerca de 2000N por m2 de área de ala. Suponga que el aire (densidad =1.20 kg/m3) fluye por el  ala de un avión con flujo de línea corriente. Si la rapidez de flujo por la cara inferior del ala es de 120 m/s,  ¿qué rapidez debe haber sobre la cara superior para obtener una sustentación de 2000N/m2?

Problema 07
Se utiliza un sifón para drenar agua de un tanque, como se ilustra en la figura. El sifón tiene un diámetro  uniforme. Suponga un flujo estable sin fricción. a) Si la distancia h = 1.00m, encuentre la rapidez de salida  en el extremo del sifón.
Problema 08
Una jeringa hipodérmica contiene una medicina con la densidad del agua. El barril de la jeringa tiene un área  de sección transversal A = 2.50x10^-5 m2, y la aguja tiene un área de sección transversal a = 1.00x10^-8 m2. En  ausencia de una fuerza en el émbolo, la presión en todos los puntos es 1 atm. Una fuerza F de magnitud 2.00 N actúa sobre el embolo, haciendo que la medicina salga horizontalmente de la aguja. Determine la rapidez  con que la medicina sale de la punta de la aguja. 
Problema 09

Dos tanques abiertos muy grandes A y F (ver figura) contienen el mismo liquido. Un tubo horizontal BCD, con  una constricción en C y abierto al aire en D, sale del fondo del tanque A. Un tubo vertical E emboca en la  constricción en C y baja al líquido del tanque F. Suponga flujo de línea de corriente y cero viscosidad. Si el área  transversal en C es la mitad del área en D, y si D está a una distancia h1 bajo el nivel del líquido en A, ¿a qué  altura  h2 subirá el líquido en el tubo E? Exprese su respuesta en términos de h1.
Problema10
El tubo horizontal de la figura tiene un área transversal de 40.0 cm2 en la parte mas ancha y 10.0 cm2 en la  constricción. Fluye agua en el tubo, cuya descarga es de 6.00 x10^-3 m3/s (6.00L/s). Calcule a) la rapidez de  flujo en las porciones ancha y angosta; b) la diferencia de presión entre estas porciones.  
Problema 11
La figura muestra un tanque de agua con una válvula en el fondo. Si ésta válvula se abre, ¿cuál es la  altura máxima alcanzada por el chorro de agua que salga del lado derecho del tanque? Suponga que  h=10.0m, L=2.00m, y θ=30°  y que el área de sección transversal en A es muy grande en comparación  con la que hay en B. 

Más problemas resueltos en PDF


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Referencia  de los vídeos y más información:  

25 comentarios:

  1. del guajiro profe necesito mas ejercicios de ecuaciones att: el capyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy: y el guajiro fonseca presente

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  2. podrias haber subido el link del libro directamente en ves de ponerlo asi.......

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  3. Profesor me podria ayudar??? Le mando el link con los ejercicios que no puedo resolver, o los resolvi pero no se si estaran bien!!! y despues le quiero pedir ejercicios de flotacion y de equilibrio relativo, tambien tengo algunos links!!! Por favor... Muchas gracias!!!!

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  4. el link es http://materias.fi.uba.ar/6903/TP-EMPUJE-COMPUERTAS.pdf

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  5. los vi todos my me ayudo a entender mas estos principios gracias

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  6. cuando no tengo ninguna velocidad, como hago ??

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  7. que bueno es este sitio, me facilita la terea

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  8. esta super bien esta web! ke doy la enhorabuena de verdad. Estoy haciendo primero de carrera de farmacia, y en bachillerato no hice fisica; esta web me ayuda mucho a comprender la asignatura!

    gracias!!

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  9. :D haaa genial los videos y la explicaciones! felicidades por la pagina! :) grcias!

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  10. Este blog esta padrisimo enserio muchas gracias x los videos, ants d verlos no entndia casi nada y estoy proximo a unos examenes, felicidades son excelnts..!!! :D

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  11. Gracias por los comentarios, simplemente he recolectados los vídeos que me parecían mas interesantes sobre el tema, todos los créditos se lo llevan sus respectivos autores y a ellos debemos estarles agradecidos.

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  12. ¿que aceleracion vertical debro aplicar al deposito para que la velocidad del chorro de agua sea de vx=7m/s? explicacion: es un deposito en el cual en la parte de abajo, antes de llegar al piso hay un caño, me piden la acelracion vertical para que el caño tenga velocidad de 7 m/s

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  13. como shit busco otra rama de fisica : "calorimetria y primera ley termodinamica " xd ?
    Todo lo demas , excelente pagina felicitaciones y sigan asi

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  14. TENGO UNOS EJERCICIOS DEL CURSO DE TECNICO DE PROYECTOS II DONDE ESTAMOS VIENDO DETERMINAR, POTENCIA, CAUDAL, TIEMPO ME PUEDE RESOLVER ESTE EJERCICIO
    DETERMINAR EL TIEMPO QUE DEMORA EL AGUA CALIENTE EN RECORRER UNA TUBERIA DE 20MTS SI TIENE UN CAUDAL DE 3 Lts/Minuto y DIAMETRO 16.7 mm(1/2)EN CONDICIONES NORMALES

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  15. ayuda xf, e estado resolviendo un problema pero aun no puedo encontrar solucion, lo unico que resulta es dar vueltas y mas vueltas pero no le veo solucion... si alguein me pudiera ayudar, se lo agradeceria mucho,(tengo que encontrar la altura de un estanque de agua para que alimente una casa con una presion minma de 15mca, tengo la rpesion inicial, diametro, caudal, coeficiente de carga secundaria, pero me falta sacar la primaria pero no puedo deducirla ya que me falta el dato de la altura....... s.riquelme@alumnos.duc.cl

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  16. que buena pagina, gracias por la informacion. fue de mucha ayuda

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  17. que buena pagina ayuda a facilitar la comprension de los temas,,,,

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  18. Hola necesito ayuda urgente para resolver estos ejercicios!!! muchas gracias! :D
    Tema 1 Principio de Pascal:
    Ejercicio 1: Se necesita levantar un objeto de 100 N en el que se
    aplica una fuerza de 2,5 x 10(elevado a la menos 2) kgf. ¿Cual es el
    valor del área 1, si el valor del área 2 es igual a 3 metros
    cuadrados?

    Ejercicio 2: El embolo pequeño de una prensa hidráulica tiene una
    sección transversal de
    3,1 x 10(elevada a la menos 3) dm cuadrados, el embolo mayor es de 2 x
    10(elevada a la cuatro) mm cuadrados. ¿Que fuerza debe aplicarse al
    embolo mas pequeño para levantar un cuerpo de 15000 N? Expresar en
    Sistema Técnico.

    Tema 2 Principio de Arquimedes:
    Ejercicio 1: Un trozo de metal de 420 gf es sumergido en aceite. Si el
    volumen de ese metal es de 78,3 cm cúbicos, Hallar:
    a- El empuje que recibe el objeto en Kgf, y N.
    b- Peso aparente en gf y N.

    Ejercicio 2: Un objeto de madera de 5 kgf, pesa sumergido en agua de
    mar de 298 gf, ¿Cuál es su empuje y peso especifico, si el volumen es
    de 27.600 mm cúbicos? Dato Pe= 1,02 g/cm cubico agua de mar. Expresar
    en gf/cm cubico.

    Tema 3 Hidrodinámica:
    Ejercicio 1: El agua viene por una cañería con una velocidad de 3
    m/seg, ¿Que manguera debo colocar al final del caño para que el agua
    caiga sobre la cantera con una velocidad de 0,2 m/seg.

    Ejercicio 2: ¿Cuánto pesa un bloque de hierro (Pe= 7,85 gf/cm cubico)
    sumergido en nafta de 641 cm cúbicos? Expresar en sistema MKS y
    Técnico.

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  19. graciass por los problemas resueltos ya comprendi como comensar a plantear estos tipos de probles, saludos y buena suerte te envio desde lima peru

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  20. Cuando empuja un alfiler contra su piel actúa la fuerza neta o la presión?

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  21. excelente pagina. profe usted me podría explicar este ejercicio que no entiendo. por favor por ultimo en un vídeo o por palabras por favor.

    Por un orificio de diámetro d=6 cm en un recipiente (ver figura) se derrama alcohol cuya densidad de masa es ρ=16000 kg/m^3 . Determine en qué tiempo se derraman 4 litros. (1litro =10-3 kg , 1 cm=10-2 m)


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  22. GRACIAS POR LOS EJERCICIOS ME AYUDARON

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  23. un ingeniero debe diseñar una reducción para un sistema de transmisión de aceite combustible cuya gravedad específica es de 0.825. A continuación se presentan las características que debe presentar el mencionado diseño:
    - Relación de diámetro: 6 D1/D2
    - Relación entre la presión de entrada y salida: 5P1/P2
    - Gasto volumétrico que debe manejarse: 6 m3/h
    - Presión a la entrada: 100 Pa
    Calcúlese los diámetros en centímetros de la entrada y salida de la reducción

    hola profe sera que este problema ya lo ha resuelto? aqui dejo mi correo: escalante.10@hotmail.com
    de antemano gracias por la ayuda

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