Cap. 2 Propuestos.pdf

Néstor Abraham García Ovando 1-. Determinar: a) la altura h que se alcanzará en el barómetro de la Fig. 2.6 (al utilizar agua en lugar de mercurio) si se encuentra a una presión atmosférica de 736 mm de Hgya temperatura de 4"C. b) La altura barométrica, si la temperatura del agua se eleva a 20°C y 80 "C. Las magnitudes del peso específico y la presión absoluta de vaporización del agua para las diferentes temperaturas. _ _ 4°C 3

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Néstor Abraham García Ovando 3- Un recipiente abierto en ambos lados se encuentra en equilibrio estático sobre un émbolo inmóvil; el recipiente tiene un peso de 16 Kg y se compones de los partes cilindrica con diámetro D = 0.50 m y d = 0.30 m. Determinar el volumen mínimo de agua que debe verterse sobre la parte superior del recipiente para que éste flote sobre el émbolo. La fricción entre ambos es despreciable.

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Néstor Abraham García Ovando 5.- La compuerta plana que se muestra en la figura tiene las dimensiones L=2.5m; B = 10my eleva el nivel aguas arriba hasta H = 2.3m. Determinar: a) la resultante Tde las fuerzas de tensión del cable que mantienen la compuerta en la posición indicada; b) El momento máximo tic flexión M sobre la compuerta; c) La fuerza de reacción R sobre el apoyo inferior A

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Néstor Abraham García Ovando 6.- La compuerta rectangular giratoria de dimensiones L = 2 m y B = 3m, obtura la salida de agua del recipiente cuyo nivel es H = 4m. a) Determinar a qué distancia x desde el borde inferior de la compuerta debe localizarse su eje de giro, para que al abrirse tenga que vencerse únicamente el momento por la fuerza de fricción en el perno o. t) Calcular el momento M debido a la fuerza de fricción si el diámetro del perno es d = 150 mm y el coeficiente de fricción . e s / = 0.2, fea^ste T

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Néstor Abraham García Ovando 15.-La compuerta articulada (ver fígura)tiene las dimensiones LXB=3X4m y soporta los tirantes de agua Hi =5 m, H = 2m Determinar 2

a) La reacción RA que se produce sobe el apoyo A: b) La magnitud de la tensión T necesaria para mover la comouerta, considerando la fricción en la articulación. 77/X f//\

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16.- La compuerta mostrada tiene por dimensiones BxB=1 x1=1m, se articula en A, y esta conectada a un brazo rígido que soporta un peso G a la distada r=1.4m.

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Néstor Abraham García Ovando 20.- determinar las componentes horizontal y vertical del empuje debido a la presión hidrostática que actúa sobre la compuerta radial de la figura, asi como el valor de la resultante y su inclinación respecto a la horizontal. B) determinar la fuerza F necesaria para abrir la compuerta, despreciando su peso El radio de la compuerta es R= 2 m y su ancho b = 3m.

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Néstor Abraham García Ovando 23- La compuerta cilindrica mostrada tiene un diámetro D = 1.2 m, una longitud L = 16 m, pesa 40 ton y desliza sobre un plano inclinado a 70°. Calcular el empuje total P sobre la compuerta y el ángulo de inclinación del mismo respecto de la horizontal, así como la magnitud de la tensión T necesaria para izar la compuerta cuando el nivel aguas abajo adquiere las elevaciones A y B.

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Néstor Abraham García Ovando 28. Determinar el empuje hidrostático sobre la compuerta radial mostrada en la figura, para los datos siguientes: h-i=5m ;h2=2m; h = hv — h¡ = 3 m; a = 0.943 m: a = 1.5 m; la compuerta tiene la misma geometría qué la del problema 2.6 (R = 3 m; b = 5 m; a = 15°). Pantala-

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Néstor Abraham García Ovando 29. Determinar el empuje hidrostático, por metro de ancho, sobre la superficie parabólica del muro mostrado en la figura cuya ecuación es Z = 4 x 2

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Néstor Abraham García Ovando 31. Determinarla resultante de los empujes verticales sobre la esfera mostrada en la figura para los datos: d = 0.6 m; R = 0.5 m; h = = 4 m.

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Néstor Abraham García Ovando 32. Las descargas de agua desde un estuario están controladas por una compuerta circular de 0.90 m de diámetro, articulada en su tope superior. Cuando la compuerta está cerrada tiene una inclinación de 80" respecto de la horizontal. El peso de la compuerta se puede suponer uniformemente distribuida y con un valor de 300 kg, su peso especifico ees de 7.5 kg/m3. Si nivel de! agua en el lacio del mar coincide con el de la articulación, determinar el incremento máximo A/z, del nivel del agua en el lado del que la compuerta puede tolerar antes de abrirse. C 0.

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Problema 32

Néstor Abraham García Ovando 33. Un recipiente tiene un orificio circular en el fondo que está obturado por la cuña cónica mostrada en la figura. Calcular: a) la magnitud de la presión total sobre las superficies lateral y de la base del cono; b) la fuerza con que presiona el líquido al cono de peso W sobre el piso del recipiente.

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36. Determinar la profundidad c a que se sumerge el cajón rectangular sólido de la figura, cuya superficie horizontal es de 4 x 6 m, su altura a = 3 m y su peso W = 45 ton. r

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Néstor Abraham García Ovando 35- El peso especifico de un iceberg es de 915 Kg/m3 y del agua del océano es de 1028 Kg/m3; si de la superficie libre del océano no emerge un volumen del iceberg de 30000 m3 ¿Cuál es el volumen total?

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Néstor Abraham García Ovando 36. Determinar la profundidad c a que se sumerge el cajón rectangular sólido de la figura, cuya superficie horizontal es de 4 x 6 m, su altura a = 3 m y su peso W = 45 ton.

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37- Determinar la profundidad ca que se sumerge el cajón rectangular solido de la figura, cuya superficie horizontal es de 4X6 m, su altura a=3m y su peso W= 45 ton

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38. ¿Cuántos m de concreto (y = 2.4 ton/m ) deben cargarse sobre un bloque de madera (v = 0-6 ton/m ) de 10 x 1 x 1.5 m para que se hunda en el agua?

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Néstor Abraham García Ovando 39- Determinar la posición del centro de gravedad que debe tener un cajón cilindrico cuyas dimensiones se muestran en la figura (pesow= 24 ton) y que requiere para su estabilidad una altura metacéntrica h= 1.5 m

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Néstor Abraham García Ovando 41- Calcular la altura metacéntrica del cuerpo mostrado en la figura para las condicionesde flotación indicadas

Néstor Abraham García Ovando 43.- Un lanchan tiene forma de un paralelepípedo Rectangular de 9.2 x 24.5 x 2.45 m; pesa 500ton cargado y tiene su centro de gravedad a 3 m del fondo. Hallar la altura metacéntríca para la rotación alrededor del ejex, así como determinar si es estable. Cuando el lanchen gire 5 alrededor de este eje,¿cuál será el par de equilibrio? o

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Problema 43

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Néstor Abraham García Ovando 49 - dos recipientes unidos por el cable, según se muestra en la figura, se mueve uno hacia arriba y otro hacia abajo. El que sube contiene 8 litros de agua con un tirante de 20 cm; el que baja contiene 13 litros de agua con un tirante de 30 cm; ¿Qué presión actúa en el fondo de los recipientes, si se desprecia el peso de los mismos y el del cable?

Néstor Abraham García Ovando 51.- Un tanque cilindrico tiene 1.83 m de altura,0.91 m de diámetro y un tirante de agua de 1.4 m. a) Si gira con una velocidad angular constante de 20 rad/seg alrededor de su eje, calcular la superficie del fondo que se descubrirá. b) ¿ Qué velocidad angular se necesitaría para que no derrame agua? c) ¿Cuál es la presión en el fondo del tanque, en C y D, si gira con w = 6 rad/seg?

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Néstor Abraham García Ovando 53- El mismo cilindro del problema 52 se encuentra con su eje vertical y tiene una altura h. Se halla lleno de líquido hasta la altura 3/4 h. ¿Con qué velocidad angular co debe girar alrededor del eje vertical, de modo que el punto más bajo de la superficie libre del agua quede a la altura fc/4? Determinar la distribución de presiones en las paredes, a partir de p , en la superficie libre. a

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que se tire ¡a mitad de su contenido?

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Néstor Abraham García Ovando 59- Que diámetro de tubo de vidrioni se necesita para que el nivel del agua en su interior no se vea afectado por la acción de capitalidad, en un valor superior a 0.5 mm

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