COLEGIO RESTREPO MILLAN

Área de ciencias naturales

Asignatura de física

Taller # 4

Grado once

TEMÁTICA:

☺  Mecánica de fluidos.

AMBIENTACIÓN:

Realice un mapa mental sobre la mecánica de fluidos que contenga como mínimo: los conceptos, ramas, físicos

relevantes, unidades y sus conversiones, características de los líquidos, clases de presión, instrumentos de medición,

principios y teoremas, sus aplicaciones,

CONSULTA:Realice un cuento mínimo de dos páginas con letra número 11, espacio sencillo y margen normal, debe tener una estructura clásica con introducción, nudo y desenlace, explicando los conceptos básicos y/o físicos relevantes en la mecánica de fluidos.

Envíalos al correo ferchos76@hotmail.com el día _____________

¿QUÉ HE APRENDIDO?Observe los videos clip de maravillas modernas ingeniería hidráulica que se encuentran en las siguientes páginas y respondan las preguntas que aparece a continuación:

1. http://www.youtube.com/watch?v=LpFGRPUFuj0 2. http://www.youtube.com/watch?v=A9x_b5HsiNU&feature=related 3. http://www.youtube.com/watch?v=mpuqkVU3bKA&feature=related 4. http://www.youtube.com/watch?v=75h_vDQDdZ0&feature=related 5. http://www.youtube.com/watch?v=P8ZZgbfzmTA&feature=related 6. http://www.youtube.com/watch?v=Qc8Stpykbg0&feature=related

a. ¿Qué es la presión y en donde se encuentra?

b. ¿Qué avances tecnológicos ha habido en los últimos años relacionados con la mecánica de fluidos?

c. ¿Cuáles son los ejemplos donde se explica el principio de Arquímedes y Pascal en su vida cotidiana?

d. ¿Cuáles son los ejemplos donde se explica los teoremas de continuidad y en su vida cotidiana?

e. Realice una línea de tiempo obre los eventos de la mecánica de fluidos

f. ¿Cómo funciona los frenos de aire en un vehiculo?

PRÁCTICA:

Al azar cada estudiante tendrá que solucionar una situación que a continuación se le dará y explicarla en clase, la

explicación debe tener como mínimo los siguientes parámetros:

a. La explicación del principio o teorema del cual pertenece

b. La fórmula que debe utilizarse

c. La solución detallada del ejercicio

d. Una aplicación donde pueda ocurrir este hecho diferente a los presentados en el taller.

1.     Un depósito cilíndrico cuya capacidad es de 9000dm3, contiene agua. Si su superficie en el fondo es 0,85m2, que

presión ejerce el agua sobre el fondo. Dar la respuesta en Pa, Atm y mm de Hg .

2.    ¿Qué presión recibe el fondo de una represa de 90m de profundidad, cuando tiene agua hasta una profundidad de

60m?

3.    Hallar las presiones de un ladrillo cuya densidad es de 2,5gr/cm3 si se apoya en cada una de sus caras si sus

dimensiones son 10cmX15cmX30cm.

4.    En una prensa hidráulica  está compuesto por dos émbolos uno de 8cm de diámetro donde se le aplica una fuerza de

2000 N y el otro embolo es rectangular de 2cm de largo por 3 de ancho ¿Qué fuerza actúa sobre este lado de la

prensa?

5.    Un paralelepípedo de madera, (densidad de la madera es 840kg/m3), cuyas aristas son de 60cm, 30cm y 25cm es

sumergido en una piscina; ¿Qué volumen de agua desaloja?

6.    Un cuerpo sumergido en agua tiene una masa de 70gr y 90gr sumergido en otro líquido; si el cuerpo en el aire tiene

una masa de 120gr, hallar la densidad y el volumen del cuerpo y la densidad del líquido.

7.    Se tiene una lámina de icopor de 12cm de espesor; hallar la superficie mínima que se debe emplear para que flote en

agua sosteniendo un niño de 3kg.

8.    Un bloque cúbico de acero flota sobre mercurio; ¿Qué parte del bloque sobre sale del mercurio?

9.    Un hombre de masa 75kg está parado sobre una plataforma de 900cm2 de área la plataforma está colocado sobre un

fuelle con agua. ¿a qué altura subiría el agua en el tubo vertical? ¿A qué altura subiría si el área de la plataforma se

reduce a la mitad?

10.  Represente de forma gráfica las presiones con respecto a la altura y la profundidad de un cuerpo y explíquelas con

respecto a los acontecimientos que están sucediendo en el mundo.

11.  Un tubo en U contiene agua y aceite, ( ∂ aceite = 0,9gr/cm3). La altura del agua respecto a la superficie de separación

es de 8cm. Calcular la altura de la columna de aceite.

12.  El pistón de un monta cargas hidráulico para automóviles tiene 30cm de diámetro. ¿Qué presión, en kilogramos por

centímetro cuadrado, se requiere para elevar un coche que pesa 1200kg?

13.  Considérese una manguera de sección circular de diámetro interior de 2,0 cm, por la que fluye agua a una tasa de

0,25 litros por cada segundo. ¿Cuál es la velocidad del agua en la manguera? El orificio de la boquilla de la manguera

es de 1,0 cm de diámetro interior. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua?

14.  En una prensa hidráulica se ejerce una fuerza de 50 kg-f sobre un pistón de radio 2 cm. ¿Qué peso podía levantarse

con un segundo pistón de radio 20 cm?

15. Arquímedes pesó la corona del rey Rieron; primero en el aire pesó 482 ,5   gr y después en el agua pesó 453,4 gr.

Mostró que no era de oro puro cuya densidad es 19,3 g/cm3 ¿Por qué?

16. Un cuerpo que tiene una masa de 100 kg en el aire y en el agua solamente es de80 kg. Calcule el volumen y la

densidad del cuerpo.

17. Un cuerpo de masa de 10 kg en el aire, 9 kg en el agua y 8 kg en un líquido. Determinar el volumen del cuerpo, la

densidad del cuerpo y la densidad del líquido.

18. Un corcho cúb ico de a r i s ta  10 cm, de dens idad 0 ,3 g /cm 3     f l o ta sobre agua . ¿Qué a l tu ra de l

b loque queda por enc ima de la super f i c ie de l agua?

19. Una canoa de  50 kg  puede desp lazar a l máx imo un vo lumen de  0 ,9 m 3   . ¿Cuántas personas

de  85 kg  pueden sub i r a bordo?

20. Una p rensa h id ráu l i ca t i ene 30 veces más á rea en su p i s tón g rande que en e l pequeño . S i en

es te ú l t imo se ap l i ca una fuerza de 20Kg- f , ¿Cuánta fuerza se ap l i ca en e l p i s tón g rande?  

21. Las s i l l as de los dent i s tas son e jemp los de s i s temas h id ráu l i cos . S i l a s i l l a pesa 1 ,600 N y

descansa sobre un p i s tón cuya secc ión t ransversa l t i ene un á rea de 1 ,440 cm 2 , ¿qué fuerza

se debe ap l i ca r a l p i s tón pequeño para sub i r l a s i l l a s i su secc ión t ransversa l t i ene un á rea

de 72 cm 2 ?

22. Una joven es tá f l o tando en un lago de agua f resca con su cabeza sobre e l agua . S i l a j oven

pesa 600 N , ¿cuá l es e l vo lumen de la par te de su cuerpo sumerg ido?

23. Vemos cómo en un f lu ido de rég imen es tab le e incompres ib le e l p roducto de la ve loc idad por

e l á rea de la secc ión t ransversa l es s iempre cons tante   (A . v  = cons tante ) . Es te p roducto

rec ibe e l nombre de  gas to  y se s imbo l i za con la l e t ra Q , Q =  A. v .

a. Un tubo horizontal de 40,5 cm2 de sección transversal se estrecha hasta que la sección llega a ser 17,5 cm2, si

por la parte ancha pasa agua con velocidad de 54 m/s. Calcula la velocidad del fluido en la parte angosta y el

gasto.

b. El agua pasa por un tubo horizontal con un gasto de 3,46 lt/s. ¿Cuál es la velocidad del fluido en un punto

donde el área de la sección transversal es 9 cm2?

24. Por una manguera de jardín de diámetro 2 cm fluye agua con velocidad de 0,1 m/s. En el extremo se adapta una llave

de diámetro 1 mm. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua?

25. Calcular el gasto de una tubería circular donde fluye agua a razón de 1,5m3 en ¼ de minuto.

26. Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1,30 X 103Kg/m3 es horizontal en h0 = 0 m. Para evitar

un obstáculo, el tubo se debe doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h 1 = 1m. El tubo tiene área transversal

constante. Si la presión en la sección inferior es P0 = 1,50 atm, calcule la presión P1 en la parte superior.

27. Para medir la velocidad de la corriente de un rio se introduce en el un tubo de Pitot, la altura a la que llega el agua

dentro del tubo es de 0,2m. ¿A qué velocidad va la corriente?

28.  Calcular el radio de un embolo menor de una prensa hidráulica, para que con una fuerza de 400N se produzca en el

embolo mayor, cuyo diámetro es de 50cm y produce una fuerza de 4500N.

29. La presión del mar a nivel del mar es aproximadamente de 1X105 Pa. ¿Cuál es la fuerza ejercida sobre la superficie de

un escritorio de 152cm de largo y 76cm de ancho?

30. Un joven esta flotando en un lago con su cabeza sobre el agua. Si el joven tiene una masa de 60kg, ¿Cuál es el

volumen de la parte del cuerpo sumergido?

31. En una tubería horizontal fluye agua con velocidad de 2 m/s bajo una presión de 2,3 X 10 5 Pa. La tubería se estrecha

hasta la mitad de su diámetro original. ¿Cuáles son la velocidad y la presión del agua en la parte más estrecha?

32. En un depósito muy grande de profundidad  10 m abierto a la presión atmosférica, se hace un pequeño orificio sobre

una pared lateral a una altura de 5 m. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua y qué distancia horizontal recorre el

agua cuando llega al suelo?

33. Un tubo de Venturi tiene un diámetro de 0,15m y una presión de 4,2x104 N/m2 en su parte más ancha. En el

estrechamiento, el diámetro es de 0,076m y la presión es de 3x104 N/m2. ¿Cuál es la velocidad del agua que fluye a

través de la tubería?

34. ¿Cuál es la tensión de un alambre que soporta una cámara de 125kg sumergida en el agua? Si el volumen que ocupa

esta es de 8,3X10-2 m3  

35. ¿Cuál es la velocidad del gas de densidad 1,36g/l que fluye en el tubo A si la altura del mercurio en D es  de 16cm?

BIBLIOGRAFIA:

VILLEGAS, Mauricio. Física 11, editorial voluntad. Colombia 1999.

HEWITT, Paul G. Física 2, editorial Pearson Prentice Hall. México 2002.          

GARCIA CAMELO, DIETTES DE GARCIA,  física I, editorial Pime Ltda. Bogotá 1984.