Fsica I. Curso 2010/11Departamento de Fsica Aplicada. ETSII de Bejar. Universidad de Salamanca
Profs. Alejandro Medina Domnguez y Jesus Ovejero Sanchez
Tema 6. Propiedades elasticas de losmateriales. Dinamica de fluidos
Indice
1. Propiedades Elasticas de los Materiales 3
1.1. Curvas esfuerzo-deformacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2. Constantes elasticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Estados de la materia 7
3. Fluidos en reposo 8
3.1. Presion en un fluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2. Variacion de la presion con la altura en un fluido incompresible . . . . . . . . . . 9
3.3. Variacion de la presion con la altura en un fluido compresible . . . . . . . . . . . 10
3.4. Principio de Arqumedes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4. Fluidos en movimiento 13
4.1. Fluido ideal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.2. Ecuacion de continuidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.3. Ecuacion de Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5. Problemas 18
Tema 6. Dinamica de fluidos 2
Tema 6. Dinamica de fluidos 3
1. Propiedades Elasticas de los Materiales
1.1. Curvas esfuerzo-deformacion
Hemos definido anteriormente un solido rgido como aquel cuerpo en que la distancia entre
sus puntos es constante. Dicho de otro modo, es un material que no se deforma. Pero, en
realidad, cuando sobre un material se aplica una fuerza este se deforma. La deformacion depende
del tipo de material (propiedades microscopicas), de la fuerza aplicada (modulo, direccion,
tiempo de aplicacion, . . . ) y de las condiciones termodinamicas (temperatura, presion, . . . ).
l0
l
A
f
Consideremos como ejemplo una varilla de un cierto material sobre la que aplicamos una
fuerza ~f . Si A es la seccion, se denominan:
esfuerzo = fA
; deformacion = ``0
donde `0 es la longitud de la varilla en ausencia de tension.
La experiencia en los laboratorios dice que si la fuerza aplicada no es muy grande, la relacion
entre y es aproximadamente lineal y que, al cesar la fuerza, la varilla recupera la longitud
inicial. Es decir,
f ' k`.
Se dice que el comportamiento del material es lineal y esa relacion es la ley de Hooke (formal-
mente analoga a la que relaciona fuerza y elongacion en un muelle).
Tema 6. Dinamica de fluidos 4
rgimen elstico r. plstico
zona lineal
lmite
elstico
punto de
ruptura
Pero al seguir aumentando la fuerza sobre el material llega un momento en que esa relacion
lineal deja de ser valida. Si el material recupera su longitud inicial al cesar la fuerza, sigue
siendo elastico pero no lineal. Aumentando aun mas f , llega un momento en que el material no
recupera `0 cuando f = 0. Se dice que el material ha sobrepasado su lmite elastico y entra en la
zona plastica. Aumentando aun mas la fuerza llega un momento en que el material se fractura.
El punto en que eso sucede se llama punto de ruptura o fractura. El tamano y la localizacion de
estas regiones depende del tipo de material, pero cualitativamente el comportamiento es similar
para todos los materiales. Se puede esquematizar en una curva , que se denomina curvaesfuerzo-deformacion.
Normalmente, en la vida cotidiana, se emplea el termino elastico cuando la zona que abarca
su regimen elastico es amplia y es plastico cuando, incluso para fuerzas no muy grandes, queda
deformado permanentemente al cesar la accion.
material elstico material plstico
zona elstica
zona plstica
Tema 6. Dinamica de fluidos 5
1.2. Constantes elasticas
Se denomina as a los diferentes parametros que caracterizan el comportamiento elastico de
un material en funcion del tipo de esfuerzo aplicado.
a) Modulo de Young (Y).
Y
S.I. N/m2 Pa
Esta unidad, el Pascal, como veremos un poco mas adelante es la unidad de presion en el
S.I. Mide el comportamiento del material sometido a una fuerza de traccion (estiramiento)
o compresion. Por ejemplo, para una goma de caucho, Y ' 1 106 2 106 Pa.
b) Modulo de cizalladura (C). Otro tipo de elasticidad proviene del caso en que una de las
caras del cuerpo permanezca en posicion fija y actue una fuerza tangencial sobre la opuesta
tal y como se muestra en el siguiente esquema.
f
A
x
h
Este tipo de deformacion se denomina cizalladura y en ella no tiene lugar cambio de volumen
del sistema.
C f/Ax/h
S.I. N/m2 = Pa.
c) Modulo de compresibilidad (k).
Otro tipo de deformacion es el experimentado cuando sobre cada uno de los puntos de las
caras exteriores de un objeto actua una misma fuerza en modulo. O sea, un sistema sometido
a una presion uniforme. En este caso se produce un cambio de volumen, pero no un cambio
en la forma.
Tema 6. Dinamica de fluidos 6
V
V0
P
Se define la compresibilidad como la variacion de la presion respecto a la variacion del
volumen del sistema.
k = PV/V0
; S.I. N/m2 = Pa.Se introduce un signo negativo en la definicion para que sea un numero positivo:
P > 0 V < 0 k > 0P < 0 V > 0 k > 0
En la siguiente tabla representamos valores numericos concretos para los modulos que hemos
definido. Notese que los lquidos no tienen ni modulo de Young ni cizalladura, porque son
fluidos.
Material Y (N/m2) C (N/m2) k (N/m2)
Aluminio 7 1010 2,5 1010 7 1010Cobre 11 1010 4,2 1010 14 1010Acero 11 2010 8,4 1010 16 1010
Tungsteno 35 1010 14 1010 20 1010Vidrio 6,5 7,8 1010 2,6 3,2 1010 5,0 5,5 1010Agua 0,21 1010
Mercurio 2,8 1010
Tema 6. Dinamica de fluidos 7
2. Estados de la materia
Normalmente, la materia se clasifica segun tres tipos de estados: solido, lquido y gaseoso,
aunque en ciertas condiciones muy especiales se puede hablar de un cuarto estado de la materia,
el plasma.
Las diferencias entre unos estados y otros se pueden entender a varios niveles:
A nivel macroscopico, los solidos tienen forma y volumen definidos. Sin embargo, los
fluidos en general no tienen forma definida. Dentro de ellos, los lquidos s tienen un
volumen concreto (en el sentido de que su compresibilidad es pequena), pero los gases,
debido a su alta compresibilidad ni siquiera tienen un valor definido, sino que ocupan por
completo el volumen donde esten confinados.
A nivel microscopico, los solidos estan formados por atomos o moleculas que ocupan
puntos fijos del espacio, no se trasladan, aunque s pueden vibrar. Las moleculas que
forman lquidos y gases se mueven mas o menos libremente por el espacio.
Atendiendo a la forma en que estan dispuestos los atomos en un solido, estos se dividen en
amorfos y cristalinos. En estos ultimos, los atomos se distribuyen de forma ordenada sobre
una red en el espacio. Por contra, los amorfos estan formados por atomos distribuidos de
forma irregular.
La distribucion espacial de las moleculas que componen la materia se debe a la relacion
entre las energas cinetica y potencial a nivel microscopico.
Solidos: U >> K Orden superior a la agitacion termica.Lquidos: U K Interacciones similares al desorden termico.
Orden a corto alcance
Gases: U > K porque
{Distancia entre moleculas pequena.
Existen a temperaturas no muy altas.
Lquidos: U K porque{
Existen en condiciones donde
la temperatura da lugar a U K.
Gases: U
Tema 6. Dinamica de fluidos 8
Cualquier material puede adoptar uno u otro estado de la materia dependiendo de las
condiciones termodinamicas. Solidos: T , P Lquidos: Estados intermedios
Gases : T , P El cuarto estado de la materia, el plasma, ocurre cuando esta se calienta a temperaturas
muy altas, por ejemplo, dentro de las estrellas. Lo que sucede es que la energa termica es tan
grande que algunos electrones que rodean al nucleo para formar el atomo se desprenden y se
mueven libremente por todo el material. Entonces el sistema se compone de iones cargados
electricamente y electrones, tambien cargados, y que se mueven por todo el espacio entre los
iones.
Cada estado de la materia se estudia en Fsica con determinado formalismo matematico y
con ciertos modelos especficos. Pero al nivel mas sencillo se puede dar una descripcion realista
de los distintos estados utilizando simplemente las leyes de la Mecanica Clasica que ya hemos
estudiado.
3. Fluidos en reposo
3.1. Presion en un fluido
En general, se define la presion como la fuerza por unidad de area que se ejerce sobre un
cierto sistema. Esta presion puede ser igual en todos los puntos del sistema, pero hay ciertos
casos donde la presion puede variar en las distintas partes del sistema. En este caso, se puede
definir la presion localmente como:
P = lmA0
f
A=
df
dA.
Esta es la definicion mas general de presion. Si fuese independiente del punto del sistema
considerado, sera simplemente P = f/A.
Dimensiones de P :
[P ] =[f ]
[A]=MLT2
L2= ML1T2.
Unidades :
Tema 6. Dinamica de fluidos 9
S.I. N/m2 = Pa mmHg 760 mmHg = 1 atm atm 1 atm = 1, 013 105 Pa bares 1 atm = 1013 mb
Llamaremos fluido compresible a aquel cuya densidad en un recipiente depende de la pro-
fundidad a que nos encontremos. Es decir, la compresibilidad es tal que el peso de la columna
del propio fluido a una cierta profundidad hace que el volumen de una determinada masa cam-
bie con la altura de esa columna. Fluido incompresible es aquel cuya densidad es constante,
independiente de la profundidad.
3.2. Variacion de la presion con la altura en un fluido incompresible
En un fluido cualquiera en reposo, la presion depende de la profundidad. Esta variacion de
presion se debe a la fuerza gravitatoria que experimental las partculas del fluido, o dicho de
otra manera, al peso del fluido que se encuentra por encima.
Consideremos una porcion de fluido (marcada en lnea discontinua en la figura) contenida
en un cilindro imaginario de seccion A y altura dy.
Fuerza hacia arriba sobre el fondo del cilindro: PA.
Fuerza hacia abajo en la parte superior: (P + dP )A.
Peso del fluido contenido en el cilindro: dW = gdV = gAdy, donde es la densidad del
fluido.
PA
(P+dP)Ay1
y2
P1
P2
h
dy
y
Tema 6. Dinamica de fluidos 10
Como el cilindro esta en equilibrio, la suma de las fuerzas que actuan sobre el debe ser cero.fy = PA (P + dP )A gAdy = 0 = dP
dy= g.
Esta variacion de presion esta asociada a la diferencia de peso que soportan las caras superior e
inferior del cilindro y debe existir para que el fluido este en equilibrio. El signo negativo significa
que la presion disminuye al aumentar la altura, puesto que y g son siempre positivos.
dP = gdy P2P1
dP = y2y1
g dy.
Haciendo aqu la hipotesis de que el fluido es incompresible, 6= (y) o 6= (P ), y puedeconsiderarse constante al integrar:
= P2 P1 = g(y1 y2).
Normalmente, se considera que el recipiente que contiene el fluido esta abierto por la parte
superior a la atmosfera y se toma el origen de alturas en la cara en contacto con ella. En ese
caso: y1 0y2 hP1 P0
donde P0 es la presion atmosferica y entonces la presion, P , a una profundidad h viene dada
por:
P = P0 + gh.
Dos consecuencias importantes de esta ecuacion son:
a) Dos puntos del fluido a la misma profundidad tienen la misma presion.
b) La presion no depende de la forma del recipiente.
3.3. Variacion de la presion con la altura en un fluido compresible
En realidad, solo los lquidos pueden considerarse fluidos incompresibles. Los gases son
sistemas de elevada compresibilidad. Una pequena variacion de la presion sobre un gas provoca
una notable alteracion de su densidad. En este caso hace falta conocer una relacion concreta,
= (P ), para integrar dP/dy = g.
Tema 6. Dinamica de fluidos 11
El caso mas simple es el que sucede en el aire que forma la atmosfera. En este caso la relacion
entre presion y densidad viene dada aproximadamente por la siguiente expresion:
P
P0=
0 = 0 P
P0,
donde P0 y 0 son dos valores de la presion y la densidad de referencia, por ejemplo, en y = 0.
dP
dy= 0
P0gP dP
P= 0
P0gdy
= log(P
P0
)= 0
P0gy P
P0= exp
[ 0P0gy
]= P = P0 exp
[ 0P0gy
].
3.1 Ejemplo
Sabiendo que la densidad del aire en condiciones normales es 1,29 kg/m3, determinaremos la
diferencia de presion entre el techo y el suelo de una habitacion de 4 m de altura.
P = P0e 0P0gy
0g
P0=
1,29 kg/m3 9,8 m/s2
1,013 105 N/m2 = 1,25 104 m1
= P = P0 exp[1,25 104m14m] 0,99950P0.Otro caso sera la diferencia de presion entre la base y la altura del monte Everest (y '
7000m). En este caso, calculos analogos dan como resultado: P ' 0,42P0.
3.4. Principio de Arqumedes
Cualquier cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido es empujado hacia arriba por
una fuerza que es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.
Ademas, la fuerza de empuje tiene una lnea de accion que pasa por el centro de gravedad
del fluido desalojado, es vertical y hacia arriba. La comprobacion de este principio a partir de
las leyes de Newton es sencilla.
Cuando el objeto esta sumergido, se encuentra en equilibrio traslacional y rotacional, al
igual que el fluido inicialmente. La fuerza que el resto del fluido ejerce sobre el cuerpo es igual
a la que ejerce sobre ese mismo volumen de fluido. Y esa fuerza coincide precisamente con el
peso del fluido. Ademas debe estar dirigida hacia arriba y vale:
fe = fgVf ,
donde f es la densidad del fluido y Vf el volumen desalojado.
Tema 6. Dinamica de fluidos 12
objeto fluido
desalojado
Caso I. Objeto totalmente sumergido, Vf = Vc (Vc, volumen del cuerpo).{empuje fe = fgVcpeso del cuerpo P = cgVc
fneta = fe P = (f c)gVc
Entonces existen dos posibilidades:{f > c = fneta hacia arriba el objeto flotaf < c = fneta hacia abajo el objeto se hunde
Un hecho importante es que cuando un objeto se pesa en el aire sufre un empuje ascen-
sional, debido a que el aire es un fluido. Pero su densidad es tan pequena que este empuje
no es mas que una correccion pequensima al peso del cuerpo en el vaco.
Caso II. Objeto parcialmente sumergido, Vf 6= Vc.En este caso la fuerza de empuje y el peso del objeto deben ser iguales, para que exista
equilibrio. {empuje fe = fgVfpeso del cuerpo P = cgVc
como P = fe cVc = fVf = Vf = cfVc.
3.2 Ejemplo
Que fraccion del volumen de un iceberg queda debajo del mar?{f = mar = 1, 024 g/cm
3
c = hielo = 0, 917 g/cm3
Vf =cfVc Vf
Vc=cf
=0, 917
1, 024= 0,895 = 89,5 %
Tema 6. Dinamica de fluidos 13
4. Fluidos en movimiento
Hasta ahora hemos estudiado fluidos en reposo. Dedicaremos ahora nuestra atencion al
estudio de la dinamica de fluidos. Para ello consideraremos la variacion de las propiedades del
fluido en un punto determinado como funcion del tiempo. Es decir, no estudiaremos la variacion
en el tiempo de la posicion de cada partcula, sino de las propiedades globales del fluido.
4.1. Fluido ideal
Cuando un fluido esta en movimiento existen dos grandes tipos de flujo:
i) Estacionario: Cada partcula del fluido sigue un camino uniforme y las trayectorias de dos
partculas no se cortan. La velocidad, presion y densidad del fluido en un punto cualquiera
no dependen del tiempo, aunque s varen de punto a punto del fluido. Estas condiciones
suelen verificarse cuando las velocidades del flujo son pequenas.
ii) Turbulento: Por encima de una cierta velocidad crtica (para cada tipo de fluido) el flujo
deja de ser estacionario. Se convierte en irregular, se forman remolinos y turbulencias y
las velocidades y demas parametros dejan de ser constantes.
Se dice que el flujo es laminar , si se puede asimilar a un conjunto de laminas paralelas
deslizandose entre s sin rozamiento. Esto solo es una simplificacion de trabajo, puesto que
en los fluidos reales existen problemas de rozamiento entre unas capas del fluido y otras, con
lo que la energa mecanica no se conserva ya que parte de la energa cinetica se transforma
progresivamente en energa termica.
El camino seguido por una partcula del fluido en un flujo estacionario se denomina lnea de
corriente. La velocidad de la partcula siempre es tangente a la lnea de corriente. Dos lneas de
corriente no se pueden cortar por considerar el flujo como estacionario. Un conjunto de lneas
de flujo se denomina tubo de flujo.
El estudio de un fluido real es muy complejo, por lo que comenzaremos modelizando un fluido
en base a ciertas hipotesis sencillas. Se dice que un fluido es ideal si se verifica lo siguiente:
a) Fluido no viscoso: se desprecia la friccion interna. Un objeto que se desplace dentro del
fluido no sufre fuerzas opuestas a su movimiento.
Tema 6. Dinamica de fluidos 14
b) Flujo estacionario: la velocidad, densidad y presion en un punto del fluido son constantes
en el tiempo.
c) Fluido incompresible: la densidad del fluido es igual en todos los puntos (es constante espa-
cialmente)1.
d) Flujo irrotacional : no hay momento angular del fluido respecto a ningun punto. Es decir, si
se coloca una pequena rueda en el seno del fluido, simplemente se traslada, no se producen
giros2.
4.2. Ecuacion de continuidad
Consideremos ahora una tubera de seccion no uniforme por la que circula un flujo estacio-
nario, con la notacion de la figura adjunta.
Si el fluido es incompresible y el flujo estacionario la masa m1 que pasa por la seccion de
entrada, A1 en un tiempo t debe ser igual que la que pasa por A2 en ese mismo tiempo:
m1 = m2.
Si la velocidad del fluido en A1 es v1, la masa que entra en t recorre un espacio x1 = v1t,
es decir, llena un cilindro de seccion A1 y longitud x1. La masa contenida en el es:
m1 = 1A1x1 = 1A1v1t.
En el otro extremo ocurre lo mismo, luego:
m2 = 2A2x2 = 2A2v2t,
pero como la masa se conserva:
m1 = m2 = 1A1v1t = 2A2v2t = 1A1v1 = 2A2v2.
Esta expresion se denomina ecuacion de continuidad y no es mas que una manifestacion de la
conservacion de la masa para un flujo estacionario.
1Esta suele ser una buena aproximacion en lquidos y tambien en gases si no hay grandes diferencias depresion.
2Por ejemplo, un flujo con turbulencias no es irrotacional.
Tema 6. Dinamica de fluidos 15
v1
v2
A1
A2
x1
x2
En un fluido incompresible la densidad es constante, 1 = 2, entonces,
A1v1 = A2v2 = Av = cte.
en cualquier par de puntos de la tubera. Es decir, que la velocidad del fluido en la tubera es
mayor cuanto mas estrecha es la tubera y al contrario.
4.3. Ecuacion de Bernoulli
A medida que un fluido se mueve a lo largo de una tubera no horizontal y de seccion
variable, la presion cambia a lo largo de la tubera. No lo demostraremos explcitamente aqu,
pero como consecuencia de la conservacion de la energa se puede construir una ecuacion que
relacione presion, velocidad y altura para un fluido ideal.
Si 1 y 2 son dos puntos cualquiera de una tubera por la que circula un fluido ideal de
densidad y P , v e y denotan la presion, la velocidad del fluido y la altura respectivamente,
se verifica que:
P1 +1
2v21 + gy1 = P2 +
1
2v22 + gy2
Esta es la ecuacion de Bernoulli , que establece que la suma de la presion, la energa cinetica
por unidad de volumen y la energa potencial por unidad de volumen es constante a lo largo
de una lnea de corriente. Escrita de forma mas general:
P +1
2v2 + gy = cte.
Casos particulares:
Cuando el fluido esta en reposo,
v1 = v2 = 0 = P1 P2 = gh
Tema 6. Dinamica de fluidos 16
lo que esta de acuerdo con la variacion de presion con la profundidad para un fluido
incompresible.
Tubera horizontal de seccion no constante.
y1 = y2 P + 12v2 = cte.
Esto quiere decir que cuando aumenta la velocidad del fluido, debe disminuir la presion
y, al contrario, para que esa suma permanezca constante. Este resultado se suele conocer
como efecto Venturi . Esto tambien se puede asociar a la ecuacion de continuidad, Av =
cte.
A v P A v P
El efecto Venturi tiene una aplicacion real muy interesante. El ala de los aviones se disena
de manera que el aire se mueva con mas rapidez en su parte superior que en la inferior.
Esta diferencia de velocidades da lugar a una diferencia de presiones que tiene como efecto
el provocar un empuje ascensional sobre el ala que hace elevarse el avion.
v1
P1
v2
P2
fe
v1 > v2 P1 < P2 ~fe hacia arriba
Estas fuerzas se denominan fuerzas de sustentacion. Su valor depende de la velocidad del
avion, el area del ala, su forma y su inclinacion respecto a la horizontal.
Tema 6. Dinamica de fluidos 17
5. Problemas
1. Un bloque de un material desconocido pesa 3 N en aire y 1,89 N cuando esta sumergido
en agua. Cual es su densidad? Que correccion debera tenerse en cuenta debido a la
fuerza ascensional en el aire cuando se pesa en el?
(Respuestas : = 2,7 103 kg/m3; Paire/Pvacio = 0,9995 )
2. Por una tubera horizontal circula agua a 4 m/s bajo una presion de 200 kPa. La tubera
se estrecha progresivamente hasta llegar a la mitad de su diametro original. Halla la
velocidad y la presion del agua en la parte mas estrecha de la tubera.
(Respuestas : v2 = 16,0 m/s; P2 = 80 kPa )
3. Una presa esta llena de agua hasta una altura H. Si su anchura es a, determnese la fuerza
total que actua sobre ella.
(Respuestas : P =1
2 g aH2 )
4. Un globo lleno de gas sufre una fuerza de friccion con el aire que viene dada por: fr = 0,2 v,
donde v es su velocidad en el S.I.. Si la masa total del globo y el gas que contiene es 10
g y el globo parte del reposo:
a) Representa graficamente la aceleracion del globo en funcion de la velocidad si el empuje
es de 1,8 N.
b) Cual es la maxima velocidad que alcanzara el globo?
(Respuestas : b) vmax = 8,5 m/s)
5. El ala de un avion tiene 4 m2 de superficie y 300 kg de masa. La velocidad del aire en
la cara superior es de 70 m/s y debajo de la cara inferior 50 m/s. Cual es la fuerza de
sustentacion del ala? Cual es la fuerza total que actua sobre ella? (densidad del aire:
= 1,29 kg/m3).
(Respuestas : f = 3252 N )
6. Un deposito de gran superficie, de 10 m de altura, se encuentra lleno de agua. De una
pared lateral sale una tubera de 500 cm2 de seccion, que acaba horizontalmente 2 m por
debajo del deposito. En la parte final de este tramo horizontal la tubera se estrecha hasta
Tema 6. Dinamica de fluidos 18
presentar una seccion final uniforme de 250 cm2. Calcula la presion en la parte horizontal
de la tubera de seccion 500 cm2.
(Respuestas : P = 1,88 105 Pa )
7. Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor. Calcula la superficie mnima
que debe tener para flotar en el agua sosteniendo a un naufrago de 70 kg. Masa especfica
del corcho: 0,24 g/cm3.
(Respuestas : A = 0,92 m2 )
8. Un vaso cilndrico tiene un radio de 5 cm y se encuentra lleno de agua hasta una altura de
20 cm. Se echa un cubito de hielo de arista 1 cm. Calcular el incremento de presion sobre
el fondo del vaso al echar el cubito. (Datos: agua = 103 kg/m3; hielo = 900 kg/m
3.)
9. Un deposito se encuentra practicamente lleno de agua hasta una altura de 4 m. A 1 m del
fondo se encuentra una abertura de 6 cm2. La base del deposito esta a 3 m del suelo. a)
Que rapidez tiene el agua al salir por la abertura? b) Cual es su caudal? c) Que seccion
tiene el chorro del agua al chocar con el suelo? d) Que distancia alcanzara?
10. Un deposito cilndrico de radio R = 3 m y abierto a la atmosfera por su parte superior,
se llena de agua hasta una altura H = 10 m. En ese momento se observa que en el tubo
manometrico colocado sobre el punto 2 del dibujo hay una altura de agua d2 = 1 m. Para
dicho instante, calcular: a) Las velocidades en los puntos 2 y 3 , y la altura del punto 3.
b) La presion en el punto 1. c) La velocidad con la que llega el fluido al suelo. (Datos:
r2 = 1 cm; r3 = 9 mm; Patm = 1,013 105 Pa; agua = 1000 kg/m3.)
Tema 6. Dinamica de fluidos 19
11. En un medidor de Venturi, la seccion del tubo es 5 cm2 y la seccion de la garganta A2 = 2
cm2. El fluido del tubo es agua y el fluido del tubo manometrico es mercurio. Hallese la
velocidad del fluido en la entrada si la diferencia de alturas en el tubo manometrico es
h = 3 cm. (Datos: mercurio = 13600 kg/m3).