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Física
guay
RELACIÓN DE PROBLEMAS DE FLUIDOS.
RELACIÓN DE PROBLEMAS DE FLUIDOS
1. El peso aparente de un cuerpo en el agua es de 4 N, y en un aceite de densidad 0.8
g/cc es de 4.4 N. Calcular la masa del cuerpo. ¿Cuál sería su densidad?.
2. ¿Qué fracción de volumen de un iceberg queda por encima de la superficie del mar?.
Supóngase que la densidad del agua de mar es de 1 g/cc; y la densidad del hielo es
de 0.917 g/cc.
3. Un bloque cúbico de acero flota sobre mercurio. Siendo la densidad del acero 7.8
g/cc y la densidad del mercurio 13.6 g/cc, calcular que fracción del volumen del
bloque sobresale del mercurio.
4. Dentro del agua y a una altura sobre el fondo de 5.1 m soltamos un cuerpo de masa
100 g. Calcular la velocidad y la energía cinética cuando llega al fondo, así como el
tiempo que tarda en la caída, suponiendo que la densidad del cuerpo es 2.75 g/cc.
5. Desde un punto situado a una altura de 10 m sobre la superficie de un estanque lleno
de agua y de profundidad 5 m se deja caer una esferita de 0.2 cm de radio.
Considerar que sólo se opone al movimiento el empuje del agua. a) La esferita es de
hierro de densidad 7.5 g/cc. Calcular: 1) lo que tarda en llegar al fondo del estanque;
2) la energía cinética con que llega al fondo. b) La esferita es de madera de densidad
0.7 g/cc. Calcular: 1) la profundidad hasta la que llega a hundirse en el estanque; 2)
la velocidad con que emerge a la superficie.
6. Tenemos un recipiente de paredes verticales lleno de un líquido hasta una altura l.
Demostrar que si abrimos un orificio a una distancia vertical de la superficie, la vena
líquida tiene el mismo alcance que si lo abrimos a la misma distancia del fondo.
¿Cuánto vale dicha distancia?.
7. Ley de Torricelli. Un tanque que contiene un líquido de densidad 
tiene un
orificio pequeño en un lado a una distancia y del fondo. El aire por encima del
líquido se mantiene a una presión p. Determinar la velocidad con la que sale el
líquido por el orificio cuando el nivel del líquido está a una altura h por encima de
dicho orificio.
8. Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor; calcular la superficie
mínima que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un náufrago de 70
kg. Masa específica del corcho 0.24 g/cc.
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9. Un recipiente contiene agua hasta una altura H. Calcular:
a) ¿A qué altura se ha de hacer un pequeño orificio en la pared lateral del
recipiente para que el alcance horizontal del chorrillo sea máximo?.
b) ¿A qué altura se debería haber hecho el orificio para que el mencionado
alcance sea la mitad del máximo?.
10. Un depósito de agua cuyo nivel se mantiene constante a una altura de 10 m tiene un
orificio en la parte más baja de su superficie lateral, por el que fluye el líquido. La
sección de dicho orificio es de 1 dm2. En plano horizontal situado 1 m por debajo
del fondo del depósito se quiere colocar un tubo que recoja el chorro. Se desea saber
la distancia horizontal del tubo al depósito, inclinación del mismo para que el
líquido no choque con sus paredes y mínima sección para que el agua no se derrame.
Se desprecia el rozamiento del aire.
11. Las características de una conducción de agua se indican en croquis. El agua del
interior del depósito está sometida a una presión de 2 atmósferas. La presión
exterior se supone de 1 atmósfera. El depósito se supondrá suficientemente grande
para que su nivel se mantenga constante durante el tiempo que circula el agua por la
tubería. Las tuberías son circulares. Los tramos AB y BC tienen distinto diámetro.
El diámetro de AB es 40 cm. Suponiendo que el agua se comporta como un fluido
ideal, y despreciando las pérdidas de carga, calcular:
a) El diámetro del tramo BC, para que el caudal sea de Q.
b) El punto de la tubería donde la presión es menor que la atmosférica, y valor
de la presión mínima.
c) El punto de la tubería donde la presión es mayor que la atmosférica, y valor
de la presión.
12. Una esferita de acero de radio 3 mm parte del reposo y cae en un depósito de
glicerina.
a) Cuál es la velocidad límite de la esferita.
b) Cuál será la aceleración de la esferita en el instante en que su velocidad sea
la mitad de su velocidad límite.
La densidad del acero es de 8 g/cc; densidad de la glicerina es de 1.3 g/cc;
coeficiente de viscosidad de la glicerina es de 830.
13. Un recipiente cilíndrico abierto de radio R, colocado verticalmente, contiene agua
hasta una altura h. El recipiente gira alrededor de un eje vertical con velocidad
angular constante (omega). Altura del cilindro H:
a) Hallar la ecuación de la superficie libre del líquido cuando éste haya
adquirido la velocidad angular del recipiente.
b) Cuál es la máxima velocidad angular para que no se derrame agua.
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