UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FISICA APLICADA III CICLO HIDROSTATICA - HIDRODINAMICA TRABAJO PRÁCTICO

1. En el manómetro de la figura la presión absoluta

en el punto B es 2000 cm de alcohol. Determine:

a. la cantidad de glicerina que debe añadirse, por

el extremo abierto, para que el desnivel (h)

entre las superficies de mercurio sea 2 cm.

b. el valor de la columna de glicerina (h).

Densidad del alcohol = 0.85 g/cm3

Densidad del aceite = 0.80 g/cm3

Densidad del mercurio = 13.6 g/cm3

Densidad de la glicerina = 1.5 g/cm3

Sección o área del tubo = 4cm2

2. En el tubo en "U" de la figura. Determinar el

desnivel entre la superficie libre del mercurio y la

del aceite.

Densidad del mercurio = 13.6 g/cm3

Densidad del agua = 1 g/cm3

Densidad del aceite = 0.9 g/cm3

Masa del aceite = 90 g

A1=5cm2; A2=A3=10cm

2

H=27.2 cm

3. Un bloque cúbico de hielo (densidad = 0.9 g/cm

3)

flota en agua de mar (densidad =1.2 g/cm3) con

un metro fuera del agua. Determine:

a. la altura del bloque sumergida en el agua de

mar.

b. el peso que se debe añadir, para que el bloque

flote con 0.50m fuera del agua.

4. En la prensa de la figura se mantiene en equilibrio

un niño en bicicleta juntos 30kg con un automóvil

de 1000 kg. El área del pistón o émbolo grande es

de 2000 cm2. Determine el peso que debe sostener

el niño para que el auto suba una distancia de

10cm.

Densidad del líquido incompresible = 0.80 g/cm3

5. Un cubo de 40 cm de arista está colocado en un

recipiente que contiene varios líquidos no

miscibles, como se indica en la figura. Determine

la densidad del cuerpo.

Densidad del aceite = 0.8 g/cm3

Densidad del agua = 1.0 g/cm3

Densidad del mercurio = 13.6 g/cm3

6. Un recipiente contiene inicialmente un líquido de

densidad 1.2g/cm3 y en él se coloca un cubo de

densidad 0.8 g/cm3 y 8.0cm

3 de volumen. Al

colocar sobre el líquido inicial una cantidad

suficiente de aceite (densidad 0.9 g/cm3) de tal

manera que el espesor de la capa de aceite sea

1cm. Determine:

a. la altura del bloque que sobresale del nivel libre

del aceite.

b. el peso que se debe poner sobre la cara superior

del bloque para que flote al ras con el nivel

superior del aceite

7. Un cuerpo de forma cilíndrica y de altura h se

encuentra suspendido en el interior de dos

líquidos de acuerdo al gráfico. Si las densidades

de los líquidos son 13.6 g/cm3 y 4.5 g/cm

3.

Calcular la densidad del cuerpo.

AGUA

MERCURIO

H

1A2A 3A

ACEITE

ALCOHOL

ACEITE

MERCURIO

GLICERINA

h

8cm

18cm

h

10cm

10cm

10cm

10cm

Aceite

Agua

Mercurio

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FISICA APLICADA III CICLO HIDROSTATICA - HIDRODINAMICA

8. Una pieza de aluminio y oro de 50 N suspendido

de una balanza de resorte se sumerge en agua y la

balanza indica 40 N. ¿Cuál es la masa de cada

uno de los materiales en la aleación? Las

densidades del oro y del aluminio son 19.3 g/cm3

y 2.5g/cm3

respectivamente.

9. Un cilindro vacío de diámetro 20 cm flota en agua

(densidad=1.0 g/cm3) con 10 cm de su altura por

encima del nivel de agua, debido a un bloque de

hierro (densidad=7.80g/cm3) de 100N que está

suspendido en su parte inferior (fig a.) Si el

bloque de hierro es colocado dentro del cilindro

(fig. b). Determinar la altura (h) del cilindro que

se halla por encima del nivel del agua.

10. En el tubo en "U" de la figura se observa un

bloque de metal que flota con (1/8) de su volumen

sumergido en mercurio (densidad=13.6 g/cm3) y

el resto en agua (densidad=1.0g/cm3). Si la

presión atmosférica local (presión de Palca) es

540 mm de Hg. Determine:

a.- la altura de la columna de agua.

b.- la densidad del metal

c.- si el volumen del bloque es 10 cm3, calcule el

empuje total

11. Se tiene un recipiente lleno de agua

(densidad=1.0) de profundidad 1.50 m, en el

fondo descansa un resorte vertical ideal de masa

despreciable, de constante elástica k = 100 N/m y

su longitud en el interior del líquido es de 60 cm,

Se deja caer una esfera de 0.10 kg desde una

altura de 1.0 m sobre el nivel libre del agua, la

esfera atraviesa el líquido y choca con el resorte

comprimiéndole 10cm. Determine:

a.- el trabajo que realiza el empuje durante el

descenso de la esfera

b.- la densidad de la esfera.

c.- la velocidad de la esfera en el instante que

choca con el resorte.

12. Demostrar que la velocidad de salida de un

líquido por un orificio realizado en la pared

lateral de un recipiente, es igual a:

2

2v 2gh 1 A

B

B

v

v

, considerando la velocidad

del líquido en la parte superior del recipiente.

13. Planteando los principios de Bernoulli y de la

Continuidad a las secciones 1 y 2 de la tubería de

la figura, demuestre que la velocidad del fluido en

el punto 1 es: 2 2

v . 2ghaA a

h

21A

a

h

3h

55cm

h

A

BAy

By

h

10cmh

a

b

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FISICA APLICADA III CICLO HIDROSTATICA - HIDRODINAMICA 14. En una tubería de vidrio de 2 mm de diámetro

interior, colocada en el sótano de un laboratorio,

fluye agua. La tubería se eleva al segundo piso

situado a una altura de 7m en donde se reduce su

diámetro a 1 mm. Se conoce que la presión del

agua de la tubería en el sótano es 2x105N/m

2 y la

velocidad del agua es 1 m/s. Determine la presión

y la velocidad del agua en la tubería en el segundo

piso.

15. La presión en el punto 1 s igual a 2 atmósferas y el

área A=5a (a=área menor). Determine los valores

de la velocidad en los puntos (1)y (2), de tal

manera que la presión en el punto 2 sea igual a

cero atmósferas

16. En un punto A de una tubería que transporta agua

(=103kg/m

3), la sección es de 300 cm? y la

presión manométrica de 1.0 N/cm2. En otro punto

B, 4 metros más alto que A, la sección es de 150

cm2 y la presión manométrica 0.6 N/cm

2. Para un

caudal de 30L/s Determine la dirección del flujo de

agua.

17. Un depósito A, de grandes dimensiones, está

conectado a una tubería inclinada como se indica

en la figura. Determine:

a) las velocidades en las secciones B, e y D de 5

cm2, 4 cm

2 y 3cm

2 respectivamente.

b) las alturas que alcanzará el agua en los tubos

conectados en B, C y D.

18. Un depósito de grandes dimensiones y cerrado por

encima contiene aire a la presión manométrica de

0.2 atmósferas. Para mantener el nivel del agua a

una altura de 3 m todo el tiempo, se bombea agua

por medio de una tubería como indica la figura. Al

practicar un orificio, en el fondo del depósito, de

radio 3cm. Determine:

a) la rapidez con que sale el agua del depósito.

b) el tiempo necesario para llenar un recipiente

cúbico de 1m de arista o lado colocado debajo

del depósito.

19. Un depósito cerrado en la parte superior contiene

aire a la presión manométrica de 1.96 N/cm2. Para

mantener el caudal de salida constante se bombea

agua por medio de una tubería sellada a la pared

superior del depósito la razón de 28 l/s. Las

secciones de la tubería de salida en los puntos 2 y 3

son: 40 cm2 y 20 cm

2 respectivamente. Determine

las alturas h1, h2 y h3.

20. Se tiene un depósito de grandes dimensiones

conectado a una tubería variable como se indica en

la figura determinar:

a.- las velocidades del líquido en los puntos A, B y C

b.- la altura h si se conoce que las secciones

transversales de la tubería en los puntos A, B y

C son 8 cm2, 7 cm

2 y 6 cm

2 respectivamente.

B

C

10m

2m

A

6m

h

AIRE

AGUA

1m

3m

1 2A a

B

C

D

8H m

A

4m

2m

1h 2h

3h

AIRE

1

2 3

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FISICA APLICADA III CICLO HIDROSTATICA - HIDRODINAMICA 21. El poliducto Cuzco - Lima de diámetro 25 cm

transporta gasolina de densidad 0,7. Para medir el

caudal del combustible se utiliza un tubo Venturi

cuyos diámetros son 25 cm y 15 cm

respectivamente. La diferencia de alturas entre los

niveles del mercurio en el manómetro del tubo es

de 8 cm. Determine el número de galones de

gasolina que pasan por hora y su rapidez.

NOTA: 1 galón = 3.85 litros

22. La barra homogénea de 2m de longitud, tiene una

masa de 10kg y densidad relativa de r =0.5 unida

a la rotula en A, el sistema se encuentra en

equilibrio y sumergida parcialmente en agua una

longitud de 1.5m. Hallar la reacción en la rotula.

23. Despreciando todas las pérdidas, encuéntrese la

descarga por el medidor Venturi de la figura. La

parte ancha del tubo tiene un diámetro de 300mm

y en la parte angosta 150mm.

24. La cúpula semiesférica de la figura pesa 31 kN, se

encuentra sujeta al suelo mediante seis pernos

igualmente espaciados y resistentes. Se pide:

a) Fuerza que soporta cada tornillo

b) Diámetro de cada perno si la tensión admisible

de trabajo del material de que están constituidos

es de 9,58 kg/mm2.

c) Altura alcanzada por el agua en el tubo para

que se produjera la rotura de los pernos, si su

tensión de rotura es de 40 kg/mm2.

25. Una placa homogénea en forma de trapecio regular

se sumerge verticalmente en agua. Hallar la fuerza

total que ejerce el agua sobre la placa.

26. Se tiene la siguiente piscina con las dimensiones

indicadas en la grafica. Hallar la fuerza total

ejercida por el agua sobre la cara ABHGFA,

cuando la piscina está llena de agua.

06 tornillos2m

Agua

4m

Hg

200mm

1

2

Aire

1 2

8h cm Hg

2

A

1m

0.4m

0.8m

0.6m

B

AF

G

H

C

ED

J

I

2m

2.5m

3m1.5m

4m