MECÁNICA DE FLUIDOSSegunda Serie de Ejercicios 2do examen: Lunes 16 de Febrero Trim 15 I Martes 3 de Febrero, 2015 1.-) Agua dulce y agua de mar fluyen en tuberías horizontales paralelas, las cuales están conectadas entre sí por un manómetro de tubo U doble, como se muestra. Determine la diferencia de presiones entre las dos tuberías. Tome la densidad del agua de mar en ese lugar como 1035 kg/m 3. Puede ignorarse la columna de aire en el análisis? Ahora resuelva el problema reemplazando el aire con aceite cuya gravedad específica es de 0.72. 2.-) Un recipiente con fluidos múltiples está conectado a un tubo en U, como se muestra. Para las densidades relativas y las alturas de las columnas de los fluidos dadas, determine la presión manométrica en A. Además determine la altura de una columna de mercurio que crearía la misma presión en A. [0.471 kPa, 0.353 m] 3.-) Considere un tubo en U lleno con mercurio, excepto la parte de 18 cm de alto de arriba, como se muestra. El diámetro de la rama derecha del tubo es D = 2 cm y el de la izquierda es el doble de ése. Se vierte aceite con gravedad específica de 2.72 en la rama izquierda, forzando a que algo del mercurio de la rama izquierda entre a la derecha. Determine la cantidad máxima de aceite que se puede agregar en la rama izquierda. [0.256 lts] debe estar dentro del 0. . si la altura marcada con H.-) El manómetro de un solo brazo es útil puesto que sólo se necesita una lectura para medir una presión diferencial. como se muestra. determinar la razón necesaria entre el diámetro interior del tubo y el diámetro de la cisterna.p2).-) Un recipiente cilíndrico cuyo peso es de 79 N está invertido y metido hacia el agua.4.1% de la lectura correspondiente a la diferencia de presiones real (p1 . Determine la diferencia de alturas h del manómetro y la fuerza F necesaria para mantenerlo en la posición en que se muestra. 5. en la columna de mercurio. Para el manómetro mostrado en la figura. como se muestra. Para Δh = 8 cm.-) Un sistema se equipa con dos manómetros de carátula y uno de tubo en U. 6. determine la diferencia de presiones Δp = p2 – p1. por la que circula agua. Encuentre la presión manométrica en el fondo del estanque y compárela con la presión que se tendría si no hubiese sal en el estanque.96. 9. se aumenta inclinando el brazo del manómetro.-) Calcule la diferencia de presiones entre los puntos 1 y 2 de la tubería de la figura.7.6? (h = 0. 8. donde L se mide desde la posición de presión cero del fluido en el manómetro.50 m). Para la misma diferencia de presiones. El líquido del piezómetro es tetracloruro de acetileno. ¿cuánto hubiera sido el desnivel entre las ramas del piezómetro si se hubiera usado tetracloruro de carbono. en el tubo inclinado. [3727 N/m2. cuya densidad relativa es 2.-) La longitud de la columna de líquido para una diferencia de presiones dada. z = 0. La densidad del agua aumenta tal como se ilustra. la relación de los diámetros de la cisterna al tubo del manómetro es 10. Determine el ángulo si la verdadera presión diferencial es 119 Pa cuando L = 30 cm. de densidad relativa 1.-) El estanque solar que se muestra tiene una concentración de sal que aumenta con la profundidad del agua.60 m. 163 cm] . Para el manómetro mostrado. h3 = 20 cm.-) Encuentre la presión en el manómetro de carátula conectado a un recipiente presurizado. h8 = 90 cm.8 kPa absolutos. Calcule la altura de la columna de agua. la presión en A permanece en 206. 11. h5 = 66 cm. 12. (a) Calcule la presión en B para los siguientes valores: h1 = 15 cm. Determine la relación de las alturas para que la fuerza de presión resultante pase por el nivel del segundo depósito. h2 = 90 cm. Todo el tubo del manómetro es de igual diámetro.10. h5. h8. 13. Se vierte agua en el brazo izquierdo hasta que la superficie del agua esté en el tope del brazo. h6. (b) Ahora la presión en B se reduce hasta 193 kPa absolutos. h4. si una fuerza de 5 N actúa sobre un pistón de área 1 m2.8 kPa absolutos. h2. h4 = 1. h7. h7 = 1.50 m. h3.-) Dos depósitos separados por una pared vertical están con un cierto líquido hasta una altura h1 y h2. .20 m. Calcule los valores de h1.-) La presión en A es 206.-) El tubo en U de la figura está abierto por ambos extremos y está parcialmente lleno con mercurio (DR = 13. h6 = 60 cm.6). Determine la magnitud del peso que permitirá que la compuerta se abra cuando la profundidad del agua sea de 1 m. La compuerta puede pivotear alrededor del punto A y se mantiene cerrada por su propio peso.-) La compuerta circular de la figura. El fondo de la abertura está a 1. 15. Determine la distancia d a la cual debe localizarse el eje de giro de la compuerta. Su plano forma un ángulo de 30o con la horizontal.-) La compuerta de una represa se va a montar para que se abra automáticamente cuando el nivel del agua llegue a ser de 20 m. Si el estanque está lleno con agua hasta una profundidad de 60 cm.71 m] 17.-) La compuerta ABC de la figura tiene bisagras en A.14. capaz de abrir la compuerta. La fuerza del apoyo actúa normal a la compuerta.5 m sobre la base de la represa. [3. 16. El peso en B mantiene cerrada a la compuerta contra el tope. .-) Se tiene una compuerta cuadrada de 2 m por lado que está abisagrada en A y tiene un apoyo en B. Determine la altura h. puesto que la compuerta ABC es una sola pieza rígida. calcule el peso mínimo en B que mantendrá cerrada a la compuerta. de 2 m de diámetro. Calcule la fuerza que el apoyo ejerce sobre la compuerta.708 toneladas. pesa 15. Calcule h como función de para el equilibrio de la compuerta. en su lugar. un domo semiesférico de 50 ton y 6 m de diámetro colocado sobre una superficie horizontal está lleno con agua. El ensamblaje del domo pesa 28 kN y está unido al suelo mediante tornillos igualmente espaciados alrededor de la circunferencia de la base. Determine la altura de agua en el tubo necesaria para levantar el domo. con sujetar un tubo largo en la parte superior y llenarlo con agua.-) La compuerta plana pesa 2000 N por metro perpendicular al papel y su centro de gravedad se encuentra a 2 m desde la bisagra en O. Encuentre la fuerza total requerida para sostener el domo.-) Determine las fuerzas horizontal y vertical actuando sobre una compuerta cilíndrica de 3 m de diámetro y 9 m de longitud. De la segunda figura.-) Calcule la fuerza F para mantener la compuerta de 1/4 de círculo. 20.25 m.77 m] .-) El domo semiesférico de la figura se encuentra lleno de agua. la cual está en agua a una profundidad de 2. Ancho = 3 m. [0. como se muestra en la figura. como se muestra. 21.18. Alguien afirma que puede levantar este domo aplicando la ley de Pascal. Descarte el peso del tubo y del agua en él. 19.