EjerciciosFyQ

Variación de la presión con la altitud en el interior de un globo aerostático (8137)

F_y_Q — 2024-02-16T05:00:51Z

Un globo aerostático se llena con una presión de 950 mbares antes de elevarse. Mientras asciende, se realizan tres medidas de presión que son 904 mbar, 864 mbar y 785 mbar, respectivamente. Calcula la altitud del globo, en metros, cuando se ha realizado cada una de la mediciones. Supón que el aire tiene una densidad promedio de y desprecia la variación de la aceleración de la gravedad durante el ascenso.

En estática de fluidos, se establece la relación entre la variación de la presión con la altura, o profundidad, en el seno del fluido, mediante la ecuación:

El signo negativo se debe a que se trata de un globo que asciende, por lo que debes considerar que la variación de la presión será negativa.

Si despejas de la ecuación anterior el valor de la altura, tendrás:

Altitud para el primer valor de presión.

Altitud para el segundo valor de presión.

Altitud para el tercer valor de presión.

Velocidad de un fluido cuando fluye por tubo de distinta sección (7432)

F_y_Q — 2021-12-18T06:59:55Z

El caudal que circula por un tubo de de sección es de . Ese tubo está conectado a otro de de sección. Calcula la velocidad con que circula el líquido al pasar por cada uno de estos tubos.

Si tienes en cuenta la ecuación de continuidad, el caudal tiene que ser el mismo en ambos tubos, es decir, el producto de la velocidad por la sección será igual en ambos.

Velocidad en el primer tubo.

Velocidad en el segundo tubo.

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Velocidad de un fluido en una tubería sabiendo el caudal y el radio (7431)

F_y_Q — 2021-12-18T06:39:59Z

La zona de restaurante presenta un problema en el abastecimiento de agua ya que actualmente por sus tuberías fluye agua potable con un gasto de . Determina la rapidez del agua en un tramo en el que la tubería tiene un radio de 0.5 m.

El caudal es igual al producto área de la tubería y la velocidad del fluido. Si despejas el valor de la velocidad y sustituyes:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Diferencia de presión entre dos tramos de un tubería de diámetros distintos (7223)

F_y_Q — 2021-06-11T07:50:48Z

Por el tramo inicial de una tubería horizontal circula nafta Premium, cuya densidad a es y de viscosidad despreciable, a una velocidad de . El tramo final de la tubería tiene un diámetro que es la mitad del diámetro del tramo inicial. Determina la diferencia de presión entre el tramo inicial de la cañería y el tramo final.

Puedes empezar el problema aplicando la condición de continuidad para establecer la relación entre las velocidades del fluido en ambos tramos:

Como el tramo de tubería es horizontal, en la ecuación de Bernoulli no hay componente vertical y puedes escribir como:

Solo tienes que sustituir en la ecuación, pero cuidando de las unidades:

Tensión superficial de un líquido por el método de Du Nouy (6677)

F_y_Q — 2020-07-06T07:28:23Z

La tensión superficial de un líquido se puede determinar al medir la fuerza necesaria para apenas levantar un anillo circular de platino de radio «r» de la superficie del líquido.

a) Determina una fórmula para la tensión superficial en términos de la fuerza aplicada y radio del anillo.

b) Calcula la tensión superficial para el líquido bajo estudio si la fuerza aplicada es de y el radio es de 2.8 cm.

a) La tensión superficial de un líquido es el cociente entre la fuerza que es necesario aplicar para romper la película que un líquido forma con la superficie del objeto sumergido (un anillo en el caso de este problema). Esta tensión se puede escribir en función de la fuerza aplicada y el doble del perímetro del objeto sumergido y se obtiene la fuerza necesaria por unidad de superficie. La ecuación en función de la fuerza y el radio del anillo es:

b) Si sustituyes los datos del enunciado:

Velocidad de una aeroplano medida con un tubo de Pitot (6515)

F_y_Q — 2020-04-27T09:00:15Z

Un tubo de Pitot se monta sobre el ala de un aeroplano para determinar su rapidez con respecto al aire. El tubo contiene alcohol e indica una diferencia de nivel de 4.9 in. ¿Cuál es la rapidez del avión relativa al aire?

La densidad del alcohol es de . La densidad del aire es de , 1 in = 2.54 cm.

A partir de la ecuación de Bernouilli aplicada al caso de un gas que fluye, que sería el aire con respecto al alcohol del tubo, la diferencia de presiones queda dada en función de la densidad del líquido. La ecuación para la velocidad del gas es:

Sustituyes y calculas la velocidad:

Caudal volumétrico, másico y tiempo para llenar un recipiente (6500)

F_y_Q — 2020-04-25T05:41:01Z

Por un tubo de 2 pulgadas de diámetro circula leche, cuya densidad es , con velocidad de . ¿Cuál es el caudal volumétrico y másico que fluye? ¿En cuánto tiempo se llenará un recipiente de 200 L con ese caudal?

El caudal es el producto del área por el que fluye la leche y la velocidad con la que lo hace. El radio del tubo será la mitad de su diámetro, es decir, 1 pulgada que equivale a :

El caudal másico lo obtienes usando el dato de la densidad de la leche:

Para saber el tiempo empleado en llenar el recipiente puedes usar el caudal como un factor de conversión, eso sí, teniendo en cuenta que el volumen debe estar expresado en la misma unidad:

Área de la boquilla de una manguera por la que sale el agua (6467)

F_y_Q — 2020-04-17T11:25:45Z

Se utiliza una manguera de 1.74 cm de diámetro para llenar un balde con agua. Se quiere determinar el área de la boquilla de la manguera por donde sale el agua, teniendo en cuenta que el agua entra a 3.17 m/s y sale a 4.74 m/s. Presenta el procedimiento que permita determina el área de la boquilla de salida del agua.

Considera el agua como un fluido incomprensible.

La forma de resolver el problema es aplicar la ecuación de continuidad en fluidos pero en función de la velocidad del fluido el área de la sección:

Para calcular el área hay que tener en cuenta el radio en lugar del diámetro. El área será:

Caudal de agua que circula por una tubería sabiendo el desnivel en un manómetro de Venturi (6311)

F_y_Q — 2020-02-28T08:28:01Z

Considera un medidor de Venturi. Si fluye agua () por una tubería de sección transversal () que luego se estrecha hasta un valor () en el cuello, la altura medida en el manómetro diferencial de mercurio () es de 5.00 cm. ¿Cuánto vale el caudal de agua que circula por la tubería?

El planteamiento que haré del ejercicio es igualar la presión del manómetro con la diferencia de presión que se produce en el estrechamiento de la tubería. Para ello usaré la ecuación de la presión estática en fluidos y la ecuación de Bernoulli.

Presión debida a la altura del mercurio en el manómetro.

Diferencia de presión en el interior de la tubería.

La ecuación de Bernoulli es:

Como la tubería es horizontal, no habrá componente de presión debido al desnivel de la tubería y por eso se cancelan los factores.

Ambas presiones son iguales por lo que igualamos:

Necesitamos conocer la relación entre las velocidades en la parte estrecha y la parte ancha de la tubería. Para ello usamos la ecuación de continuidad:

Sustituyendo el valor de la velocidad en la ecuación anterior:

El cálculo del caudal es inmediato:

Presión en el extremo de un tubo por el circula un fluido incompresible (6183)

F_y_Q — 2020-01-15T19:36:29Z

Un fluido incompresible fluye de izquierda a derecha por un tubo cilíndrico como el que se muestra en la figura.

La densidad de la sustancia es de , su velocidad en el extremo de entrada es , y la presión allí es , y el radio de la sección es . El extremo de salida está 4.5 m por debajo del extremo de entrada y el radio de la sección a la salida es . Encuentra la presión en ese extremo.

Para poder determinar la presión de salida aplicas la ecuación de Bernoulli pero necesitas conocer la velocidad con la que sale el fluido y ese dato lo obtienes a partir de la ecuación de continuidad:

Ahora aplicas la ecuación de Benoulli:

Despejas el valor de la presión final:

Solo te queda sustituir los datos en la ecuación: