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Física I
Hidrostática - Hidrodinámica
GUIA DE PROBLEMAS Nº 7 – HIDROSTÁTICA, HIDRODINÁMICA
Problema Nº1: Se produce un vacío parcial en una caja estanca, cuya tapa que tiene un área de 7,5x10 3m2. Si se requiere una fuerza de 480N para desprender la tapa de la caja y la presión atmosférica
exterior es de 10,7x104N/m2. ¿Cuál era la presión en la caja?
Problema Nº2: Tres líquidos inmiscibles se vierten en un recipiente cilíndrico de 20cm
de diámetro. Las cantidades de los líquidos son:
V1=0,5l; 1=2,6g/cm3; V2=0,25l; 2=1,0g/cm3; V3=0,4l; 3=0,8g/cm3.
¿Cuál es la fuerza total que actúa sobre el fondo del recipiente?. (Ignorar la contribución
de la atmósfera).
h3
h2
h1
d =20cm
Problema Nº3: ¿Qué fuerza actúa sobre el equipo de un buzo cuya superficie es de 4,66m2, sí está a
una profundidad de 50m bajo el nivel de la superficie del mar?. Peso especifico del agua del mar:
1,026gf/cm3.
Problema Nº4: Calcular la fuerza en N que el agua ejerce sobre un pequeño submarino de superficie
10m2, que esta a 60m bajo el nivel del agua. Considérese la presión atmosférica igual a 1,033x10
g/cms2.
Problema Nº5: Calcular la presión en la atmósfera a una altura de 7km sobre el nivel del mar.
Problema Nº6: Un pistón de sección transversal “a” pequeña se usa en una prensa hidráulica para
ejercer una fuerza pequeña “f” sobre el líquido encerrado en ella. Una tubería lo conecta con un pistón
mayor de sección transversal “A”. a) ¿Qué fuerza “F” actúa sobre el pistón grande?. b) Si el pistón
pequeño tiene un diámetro de 3,75cm y el grande 52,5cm,¿qué peso ejercido sobre el pistón pequeño,
hará que el pistón grande soporte 2.103kgf?
Problema Nº7: Un tubo en U simple contiene mercurio. Cuando en su rama derecha se vierte 13,6cm de
agua, ¿a qué altura se eleva el mercurio en el brazo izquierdo a partir de su nivel inicial?
Problema Nº8: Dos tubos comunicantes, de igual diámetro (1cm), se colocan
verticalmente y se llenan en parte con mercurio. En una de las ramas se vierte
30g de agua y en otra 57,2g de alcohol. ¿Qué nivel presentan los líquidos?.
Pesos específicos: a) del mercurio = 13,6gf/cm3; b) del alcohol = 0,8gf/cm3.
agua
h
h1
h
2
alcoho
l
Hg
Problema Nº9: Un cubo de madera de 10cm de arista y 400g de masa, flota
en el agua, sí g=1000cm/s2. a) ¿Qué fracción del bloque se halla bajo el nivel
del agua?. b) ¿Cuál es la presión en la base del bloque?
Problema Nº10: Sobre un cubo de madera, flotando en agua, se
coloca un bloque de 0,2kgf de peso. Al retirar el bloque, el cubo se
eleva 2cm. Calcular el lado de dicho cubo.
Problema Nº11: Por un tubo que tiene 14cm2 de sección transversal circula agua con una velocidad de
3m/s. a) ¿Cuántos m3 pasan por minuto? b) Si después del primer tubo sigue otro de sección transversal
igual a la mitad del primero? Cuál será la velocidad del agua en ese tubo?
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Primer semestre - 2016
Física I
Hidrostática - Hidrodinámica
Problema Nº12: El agua alcanza una altura “H” en un depósito
grande abierto, cuyas paredes son verticales. Se practica un
orificio en una de las paredes a una profundidad “h” por debajo H
de la superficie del agua. a) ¿A qué distancia “x” del pie de la
pared alcanzará el suelo el chorro de agua que sale por el
orificio? b) ¿A qué altura h’ por encima del fondo del depósito
puede practicarse un segundo orificio para que el chorro que
sale de él tenga el mismo alcance que el anterior?
h
X
Problema Nº13: Una tubería horizontal de 15cm de diámetro
tiene un estrechamiento de 5cm de diámetro. La velocidad del
fluido en la tubería es de 50cm/s y la presión es de 1,2kgf/cm2.
Hallar la velocidad y la presión en el citado estrechamiento.
Problema Nº14: En un cierto punto de una tubería la velocidad es de
90cm/s, y la presión manométrica de 0,18kgf/cm2 por encima de la
atmosférica. Hállese la presión manométrica en un segundo punto de la
tubería situado 50cm por debajo del primero si la sección en el segundo
punto es la mitad que en el primero. El líquido de la tubería es vino de
densidad 0,95g/cm3.
Problema Nº15: El agua del mar alcanza en un depósito
la altura de 1,2m. El depósito contiene aire comprimido a
una presión manométrica de 72gf/cm2. El tubo horizontal
de desagüe tiene secciones transversales máxima y
mínima de 18cm2 y 9cm2 respectivamente.
a) ¿Qué cantidad de agua sale por segundo?
b) ¿Hasta que altura “h” llega el agua en tubo abierto?
A1
h= 50cm
A2
P
m
H
Problema Nº16: El tubo representado en la figura tiene una
sección transversal de 36cm2 en las partes anchas y 9cm2 en el
estrechamiento. Cada 5s salen del tubo 27 litros de agua. a)
Calcule las velocidades en las partes ancha y estrecha del tubo.
b) Halle la diferencia de presiones entre estas partes. c) ¿Cuál
es la diferencia de altura entre las columnas de mercurio del
tubo en U?
A3
h
A2
V1
h
Problema Nº17: Un medidor de Venturi tiene una tubería de 0,25m de
diámetro y el diámetro de la estrangulación es de 0,12m. Si la presión
del agua en la tubería es de 5,5x104N/m2 y en la estrangulación de
4,14x104N/m2, determinar el ritmo de flujo del agua.
Problema Nº18: Un tubo de Pitot se monta sobre el ala de un
avión para determinar su rapidez respecto al aire. El tubo
contiene alcohol (s=810kg/m3) e indica una diferencia de nivel de
0,122m. ¿Cuál es la rapidez del avión relativa al aire?
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Primer semestre - 2016