Desarrollo Taller 1 Mecanica de Fluidos 1

 

Asignatura:

Mecánica de Fluidos

Taller No 1.

Conversión de Unidades Conceptos Generales.

Presenta:

 

Carlos Andrés Parra Salamanca

Cod:7303662

John Jairo Pérez Narváez

Cod: 7303664

Johnn Edinson Prada Cabezas

Cod:7303069

Jhonatan Steven Ramírez Montenegro Cod:7302913 Robinson Rodríguez Camacho

Cod:7303438

Docente:

Alberto Baquero.

 

Bogotá D.C

Octubre, 4 de 2018

 

Introducción

los ingenieros la habilidad de medir, comienza desde los primeros grados de la escuela. La relación con las mag magnit nitude udess de mayor mayor imp import ortanc ancia ia para para el indivi individuo duo (longi (longitud tud,, empo, empo, masa) masa) y sus un unid idad ades es de me medi dida da cor corre resp spon ondi dien entes tes,, as asíí como como las las conv conver ersi sion ones es mu mutu tuas as de un unid idad ades es homogéneas.

El Sistema Internacional de Unidades, abreviado como SI, es un sistema de pesos y medidas que ha sido reconocido como sistema ofcial por la gran mayoría de países a nivel mundial, Aunque esta necesi nec esidad dad por medir medir surgió surgió des desde de los comienzo comienzoss de la civ civili ilizaci zación, ón, no ha sido sido has hasta ta muy recientemente (1832).

Cuando Cua ndo la ingeni ingenierí ería a avanzo avanzo ue necesar necesario io ten tener er can canda dades des de materi materiale ales, s, constr construcci ucción, ón, materiales, pesos, transporte, rendimiento, esuerzos, capacidad, áreas, distancias, volúmenes, ujo, temperatura, todo absolutamente todo trabajo de un ingeniero civil está relacionado con estos conceptos y por ende sus unidades de medida.

Objevos. Reconocer que la técnica de conversión de unidades es indispensable para el desarrollo de ejercicios simples y complejos de la sica y de las áreas aplicadas a esta materia, en este caso en la mecánica de uidos se trabajara con ciertas medidas y valores que es necesario obtener sus equivalencias. e quivalencias. Recordar y aplicar los dierentes sistemas de medidas para praccar la conversión de unidades, conocimiento conocimiento úl en la realización de ejercicios de sica y mecánica de uidos. Praccar las unidades consistentes en una ecuación, aplicando este concepto en ormulas de la sica, encontrando cierto valores por medio de la conversión de unidades.

 

Factores de Conversión: 1.1 Convierta Convierta 1250 1250 mililitros mililitros a metros metros   1m

1250 mm=

1000 mm

=

1250 m x 1 1000

=1.25 m

1.2 Convierta 1600 milímetros cuadrados cuadrados a metros cuadrados cuadrados 2

1600 mm → m

2❑

1 mm= 0.001 2

1600 mm .

(

)= 2

  1m 1000 mm

−3

1.6 x 10

m

2

1.3 Convie Convierta rta 3.65 3.65 x 103 milímetros cúbicos a metros cúbicos. 1 mm= 0.001 m 3.65 x 103 mm3 →m 3

( )

3

3

3

3

3.65 x 10 mm .

 1m

1000

3

=3.65 x 10−6 m3

 

1.4 Convierta 2.05 metros cuadrados a milímetros cuadrado. 2

2,05 m  x

[

10000 cm

2

2

1m

][  x  x

100 mm 2

1 cm

2

]

=2.050.000 mm 2

1.5 Convierta 0.391 metros cúbicos milímetros cúbicos. 3

0,391 m  x

[

1000000 cm 3

1m

3

][  x

1000 mm 3

1 cm

3

]

=391.000.000 mm 3

1.6 Convierta 55 galones a metros cúbicos. 55 g x

[  ] [ 3.785 l 1g

 x  x

 ]

0,001 m 1l

3

=0,2081 m3

1.7 Un automóvil se está moviendo a 80 km / h. Calcule su velocidad en metros por segundo. v =80

 km km  1000 m   1 h   = 80   ×  × 1 km 3600 s h h

 

v =22.22 m / s 1.8 Convierta una longitud de 25.3 pies a metros

l =25.3 ft =25.3 ft ×

 0.3048 m

ft 

l =7.71 m 1.9 Convierta una distancia de 1.86 millas a metros l =1.86 millas =1.86 millas×

 1609.34 m

milla

l =2993.37 m

1.10 Convierta una longitud de 8.65 pulgadas a milímetros 1 pulgad  pulgada a → 25.4 mm 8.65  pulgadas×

  25.4 mm 1 pulgada

8.65  pulgadas→ 219.71 mm

1.11 Convierta una distancia de 2580 pies a metros 1 pie → 0.3048 m 2580  pies×

0.3048 m 1  pie

2580  pies→ 786.384 m

1.12 Convierta un volumen de 480 pies cúbicos a metros cúbicos. 3

1 pie → 0.0283168 m 3

480  pie × 3

3

 0.0283168 m 1 pie

3

3

480  pie → 13.5921 m

3

 

1.13 Convierta un volumen de 7.390 cenmetros cúbicos a metros cúbicos. 3

1 m → 1.000.000 cm 3

7.390 cm ×

3

3

1m

 

1.000 1.00 0 .000 .000 cm

3

7.390 cm → 0,00739 m

3

3

1.14 Convierta un volumen de 6,35 litros a metros cúbicos. 1 litro→ 0,001 m

3

3

6,35 litros×

0,001 m 1 litro

3

6,35 cm → 0,00635 m

3

1.15 Convierta 6,0 pies por segundo a metros por segundo. 1 pie → 0,3048 m  pies  0,3048 m 6,0  × 1 pie s 6,0

 pies m   → 1,828 s s

1.16 Convierta 2500 pies cúbicos por minuto a metros cúbicos por segundo. 3

1 pies → 0,02831 m

3

3

3

 pies  0,02831 m   1 min 2500  ×   × 3 min 60 seg 1  pie  pies3 m3 2500   → 1,179 min s 1.17 Un Automóvil se traslada a 0,50 Km en 10.6 s. Calcule su velocidad promedio en m/s. 1 Km=1000 m 1 m=0.001  Km

v=

s t 

0.50 Km 10.6 s

 .

(

  )=

1000 m 1 km

47.169 m / s

 

1.18 En un intento por obtener un record de velocidad en erra, un automóvil recorre 1.50 km en 5.2 s. Calcular su velocidad promedio en km/h. s= v .t s =1,5 km t = 5,2 s  s 1,5 km v=   v =   =0,2884 km/ s t  5,2 s 0,2884

[ ] [  ]

 km   60 s 60 min  x  x  x ¿ 1038,46 km / h s 1 min 1h

Unidades consistentes en una ecuación Un cuerpo que se mueve con velocidad constante obedece a la relación: s= vt , en la que s= distancia, v= velocidad y t= empo.

1.19 Un automóvil recorre 1000 pies en 1.4 s. Calcule su velocidad promedio en mi/h. 1000 ft 

1000 ft   1 milla

v = 1.4 s   = 1.4 s   × 5280 ft  ×

 3600 s

h

v =487.01 millas / h

1.20 En un intento por obtener un récord de velocidad en erra, un automóvil recorre una milla en 5.7s. Calcule la velocidad promedio en mi/h s= 1 milla t =5,7 segundos v=

v=

s t 

  1 mi 5,7 seg

 ×

v =631,578

 3600 seg 1 hora

mi h

Un cuerpo que parte del reposo con aceleración constante se mueve de acuerdo con la relación 2

s= 1 / 2 a t  , en la que s= distancia, a= aceleración y t= empo.

 

1.21 si un objeto se mueve a 3.2 km en 4.7 min, mientras se desplaza con aceleración constante, calcule aceleración en m/ s2 1

2

s= 2 . a . t   Despejando la aceleración a=

2. s 2

t 

Pasamos de km a m 1 km→ 1000 m 3.2 km km× ×

 1000 m

3.2

1 km 3200

km → km→ m Pasamos de min a seg 1 min→ 60 s 4.7 min×

  60 s 1 min

4.7 min→ 282 s

Reemplazamos en formula a=

2. ( 3200 m)

(282 s )2

a =0.0805 m / s

2

1.22 Se deja caer un objeto desde desde una altura de 13 m despreciand despreciando o la resistencia del aire 2

m ¿Cuánto empo le tomará al cuerpo tocar erra? Ulice a a =g = 9.81   s

 

 

t=

√ √ 2s

a

 =

 (2 )( 13 m)   = 1.63 s 2 9 . 81 m / s

1.23 Si un cuerpo se mueve 3.2 km en 4.7 min, mientras se desplaza con aceleración constante. Calcule la aceleración en pies/s2. 1

2

s= a . t  a=

2s

2

3,2 km x

[

3,2 minx

2

t 

  ]¿

3280,84 ft  1 km

[ ]¿   60 s

1 min

10498,68 ft 

282 s

a =2 ¿ ¿= 20997,36 =0.264 ft / s 2  79524

1.24 Se deja caer un objeto desde una altura de 53 pulg. Despreciando la resistencia del aire  pies ¿Cuánto empo le tomará al cuerpo chocar contra el suelo? Ulice a = g=32,2 2 . s s= 53 pulgad  pulgadas as g= 32,2

 pies s

2

1 pulgada→ 0,0833  pies  0,0833  pies s= 53 pulg  pulg× × 1 pulg

s= 4,416  pies 1

2

s= . a . t   ⇒ t = 2

√

t = 2

√ 2

2. s

2 × 4,416 pies 32,2

 pies 2 s

t =0,5237 seg

a

 

1

2

La fórmula para la energía cinéca es  Ec = m v , en la que m = masa y v = velocidad 2

1.25 Calcule la energía cinéca en  N ∙ m de una masa de 15 kg si ene una velocidad de 1.20 m / s . 1

2

 Ec = m v =

1

2

( 15 kg ) ( 1.20 m / s ) =10.8 kg

2

2

m

2

=10.8

2

( ) s

kg m   ∙m 2 s

 Ec =10.8 N ∙ m

1.26 Calcule la energía cinéca cinéca en N.m de un un camión de 3600 kg que se desplaza desplaza a 16 km/h

mv

2

 KE= 2  KE=

[   ][   ] [ 3600 kg

16 km

2

h

2

 x

(103 m)2 km

2

][

]

2

  1h

2

 k  kg. g. m  x  x =35.6 x 10   =35.6 KN . m 2 2 3600 s s 3

1.27 calcule la energía cinéca en N.m de una caja de 75 kg que se mueve en una cinta trasportadora 6.85 m/s.

2

 KE=

 M . V  2

=

75 Kg 2

.

6.85 m

=1.76 x 10

s

(  )

3

 k  kg g .m 2

2

  =1.76 KN . m

s

1.28 Calcule la masa de un un cuerpo en en kg si ene una energía cinéca de 38.6 N.m N.m cuando se mueve a 31.5 km .h m=

2 ( KE  KE ) 2

 =

V  g =1.008kg

( 2)( 38 . 6 N . m ) 1

(

)

2

1 kg.m  ( 3600 s )   1 km   h . 2 .   x  X  k 2 2 31 . 5 km s . N  h (10 ¿¿ 3 m) =( 2)( 38 . 6 )¿ ¿ ¿ 2

2

 

1.29 Calcule la masa en gramos de un cuerpo si ene una energía cinéca de 94,6 mN m, cuando se mueve a 2.25 m/s. 1

2

 E = m . v m =

2 ( KE)

2

v

0,001 N . m

94,6 mN m x

1mN.m

[

2 ( 94,6 g . m)

 = ( 2,25 m / s )2

m=

2

 x

 1 k . m

 x

1000 g . m

1 N . m

 ] [ = ] [

189,2 g . m 5,0625

1 k .m

37,37 g 1

=94,6 g . m

 ]

2

La fórmula para la energía cinéca es  Ec = m v , en la que m = masa y v = velocidad 2

1.30 Calcule la velocidad en m/s de un objeto de 12 kg, si ene una energía cinéca de 15 N.m 1

2

 E = m . v v = 2

15 N .m .m x

v=

√

[

√

2 ( KE)

 1 k . m 1 N . m

2 ( 15 k . m) 12 k 

m

]=

  =

√

15 k . m

( 30 k . m ) m / s   =1,58 m/ s 12 k 

1.31 Calcule la velocidad en m / s  de un cuerpo de 175 kg si ene una energía cinéca de 212 m N ∙ m  Ec = 1 m v 2 2

Despejando la velocidad: 2

v=

v=

2 Ec

√

m

2 Ec

m

Reemplazando Reemplazand o los valores dados:

 

v=

√

−3

2 ( 212 × 10  N ∙m ∙m) 175 kg

 kg m   ∙m 2 2 s kg m v =0.049 kg   = 0.049 kg s 2

√

√

v =0.049 m / s

1.32 Calcule la energía cineca en pies-lb de una masa de 1 slug si ene una velocidad de 4 pies/s.

(  )

2

2

 ft   ft   Ec = m v = × 1 slug× 4 =8 sl slug ug ∙ 2 2 2 s s 1

2

2

1

2

l b ∙s  ft   Ec = 8   ∙ ft  s2  Ec = 8 lb∙ft 

1.33 calcule la energía cinéca en pie*lb de un camión de 8000 lb que se mueve a 10 mi/h 1

 Ec = m v

2

2

m= w g Sustuyendo:

 Ec =

1w 2 g

 v

2

Sustuyendo:

 Ec =

1

8000 lb

2

(32.2  pies  ) 2 s

 Ec = 1 ¿ ¿ 2

2

(10

 millas  1 hora   ) × ¿¿ h

2

 

 Ec = 26700 pie∗lb 1.34 calcule la energía cinéca en pie*lb de una caja de 150 lb que se mueve a 20 pies/s 1

 Ec = m v

2

2

w m= g Sustuyendo:

 Ec =

1w 2 g

 v

2

Sustuyendo: 2

 Ec =

1

( 150 lb) × (20  pies  ) s

2

(32.2

 pies  ) 2 s  Ec = 932 pie∗lb

1.35 Calcule Calcule la masa de de un un cuerpo cuerpo slugs si ene ene una energía cinéca de 15 pies pies . lb cuando se mueve a 2.2 pies/s.

m=

2 ( KE )

2 ( 15 LB . ft )

2

l b .s  =   =6.20 shgs   = 6.20 2 2 2 ft  V  (2.2 ft / s )

1.36 Calcule el peso en libras de un cuerpo si posee una energía cinéca de 38.6 pies-lb cuando se desplaza desplaza a 19.5 19.5 mi/h. w=

2 g ( KE ) 2

V 

  =2 ( 32,2 ft )( 38,6 ft −lb) ¿ ¿ ¿

1.37 Calcule la velocidad en pies/s de un objeto de 30 lb si ene una energía cinéca de 10 pies -lb. w =30 libras

 

 EC =10 pies −lb 1

 Ec = m v

2

2

m=

w g

Sustuyendo:

 Ec =

√ 2

v=

1w 2 g

 v

2

⇒

2 × 32,2

v=

√ 2

2 g× Ec

w

 pies   × 10 pies− lb 2 s 30 lb

v =4,633  pies / s

  1.38 Calcule la velocidad en pies/s de un cuerpo de 6 onzas si ene una energía cinéca de 30 pulg – oz. w =6 oz  EC =30 pulg− oz 30  pulg −oz ×

 0,0833  pies 1 pulg

 Ec = 2,5 pies

√ 2

v=

2 × 32,2

 pies   × 2,5 pies −oz 2 s 6 oz

v =5,18 pies / s Una medida de desempeño de un lanzador de béisbol es su promedio obtenido de carreras o ERA (Earned Run Average). Éste es el número promedio de carreras obtenidas que ha permido, si todas las entradas en las que ha lanzado se convireran a juegos equivalentes de nueve entradas. Por tanto, las unidades del ERA son carreras por juego.

 

1.39 Si un lanzador ha permido 39 carreras durante 141 entradas, calcule su ERA 141 entra entradas das ×

  1  juego 9 entradas

141 entra entradas das → 15,6667  juegos   39 carreras

 ERA = 15,6667  juegos

⇒

 ERA =

2,48

 carreras  juego

1.40 Un lanzador ene un ERA de 3,12 carreras/juego y ha lanzado 150 entradas. ¿Cuántas carreras obtenidas ha permido? 150 entra entradas das ×

  1  juego 9 entradas

150 entra entradas das→ → 16,6667  juegos

carreras = ERA × juegos carreras =3,12

 carreras   × 16,6667  juegos  juegos

carreras=52 carreras

1.41 Un lanzador ene un ERA de 2.79 carreras por juego y ha permido 40 carreras obtenidas. ¿Cuántas entradas ha lanzado?

 carrerasobtenidas permitidas permitidas  ERA = 9 × entradaslanzada entradas lanzadass

Entonces: 2.79= 9 ×

 

40

entradaslanzada entradas lanzadass

Despejando:

entradass lanzadas= entrada

9 × 40 2.79

 Entradass lanzadas  Entrada lanzadas =129

 

1.42 Si un lanzador ha permido 49 carreras obtenidas a lo largo de 123 entradas, calcule su ERA 123 entra entradas das ×

  1  juego 9 entradas

123 entra entradas das→ → 13,667   juegos

 ERA =

  49 carreras 13,667  juegos

 ERA =3,59

⇒

 carreras  juego

Conclusiones. Este trabajo nos ha permido reorzar nuestros conocimientos conocimientos sobre la materia mecánica de uidos, adquiriendo el conocimiento conocimiento en primera medida sobre el sistema internacional internacional de unidades, el cual ha sido reconocido como sistema ofcial por la gran mayoría de países a nivel mundial, con esto adquirimos la habilidad sobre pesos y medidas y la importancia de la longitud, empo y masa masa sobre esta importante importante materia.

Ya reconociendo y poniendo en prácca la conversión de unidades, podemos avanzar al siguiente paso para poder poder trabajar en la materia y así poder dar desarrollo y entendimiento a la sica aplicada en cada uno de los procedimientos y ejercicios de mecánica de uidos.

 

Bibliograa.

Mo, (2006) Sexta Edición. “Mecánica de uidos”: Capítulo 1. La naturaleza de los uidos y el estudio de su mecánica. México: Pearson Educación.