Mecanica_fluidos_tarea_01(6)

Bitácora-Planeación

Mecánica de fluidos

Curso MTY.M2021

Tarea 01 Resuelve los siguientes problemas 1. El valor de la aceleración gravitacional (g) decrece con la elevación de 9.807 (m/s2) a nivel del mar, hasta 9.767 (m/s2) a una altitud de 13,000 (m) en donde se desplazan los grandes aviones de pasajeros. Determine el porcentaje de reducción en el peso de un avión que viaja a 13,000 (m) en relación a su peso a nivel del mar. 2. La fuerza de reacción desarrollada en un motor de propulsión a chorro para empujar un avión hacia adelante se llama empuje, y el desarrollado por el motor del Boeing 777 es de alrededor de 85,000 (lbf). Exprese este empuje en (N) y (kgf). 3. Utilice el programa EES para determinar una raíz real positiva de la siguiente ecuación:

4. Utilice el programa EES para resolver el siguiente sistema de ecuaciones:

5. La densidad del agua de mar en una superficie libre donde la presión es de 98 (KPa) es aproximadamente de 1,030 (kg/m3). Tome el módulo de compresibilidad del agua de mar como 2.34x10 9 (N/m2) y expresando la variación de la presión con la profundidad (z) determine la densidad y la presión a una profundidad de 2,500 (m). Descarte el efecto de la temperatura. 6. Se debe mover un bloque de 50 (cm) x 30 (cm) x 20 (cm) que pesa 150 (N) a una velocidad constante de 0.8 (m/s) sobre una superficie inclinada a 20° con un coeficiente de fricción de 0.27. Determine la fuerza necesaria a aplicar en la dirección horizontal. Si se aplica una película de aceite de 0.4 (mm) de espesor, con una viscosidad absoluta de 0.012 (Pa s) entre el bloque y la superficie inclinada, determine el porcentaje de reducción en la fuerza necesaria. 7. En las regiones alejadas de la entrada, el flujo de un fluido por un tubo circular es unidimensional y el perfil de velocidad para el flujo laminar se © | Rodrigo Salmón Folgueras

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expresa como u(r) = Umax (1 – r2/R2), donde (R) es el radio del tubo, (r) es la distancia radial desde el centro de ese tubo y U max es la velocidad máxima de flujo, la cual se tiene en el centro. Obtenga una relación para la fuerza de resistencia al movimiento aplicada por el fluido en una sección del tubo de longitud (L). Determine el valor de la fuerza de resistencia al movimiento para flujo de agua a 20 °C, con R = 0.08 (m), L = 15 (m), U max = 3 (m/s), y viscosidad de 0.001 (kg/m s). 8. Se introduce un tubo de 1.9 (mm) de diámetro en un líquido desconocido cuya densidad es de 960 (kg/m3) y se observa que el líquido asciende 5 (mm) en el tubo y forma un ángulo de contacto de 15°. Determine la tensión superficial del líquido. 9. Considere una mujer de 70 (kg) que tiene un área total de impresión de sus pies de 400 (cm2). Quiere caminar sobre la nieve, pero esta no soporta presiones mayores de 0.5 (KPa). Determine el tamaño mínimo de los zapatos para nieve que ella necesita (área de impresión por zapato) para que pueda caminar sobre la nieve sin hundirse. 10. Un medidor de vacío está conectado a un tanque y da una lectura de 30 (KPa) en un lugar donde la lectura barométrica es de 755 (mm Hg). Determine la presión absoluta en el tanque. Tome la densidad del mercurio como 13,590 (kg/m3). 11. Se puede usar un barómetro básico para medir la altura de un edificio. Si las lecturas barométricas en las partes superior e inferior del edificio son de 730 y 755 (mm Hg), respectivamente, determine la altura del edificio. Suponga una densidad promedio del aire de 1.18 (kg/m3). 12. La presión sanguínea suele medirse colocando alrededor del antebrazo de una persona, al nivel del corazón, un tubo aplanado de tela que se llena con aire y que viene equipado con un manómetro. Con un manómetro de mercurio y un estetoscopio se miden la presión sistólica (la presión máxima cuando el corazón está bombeando) y la diastólica (la presión mínima cuando el corazón está en reposo) en milímetros de mercurio. Las presiones sistólica y diastólica de una persona sana son de alrededor de 120 y 80 (mm Hg), respectivamente, y se indican como 120/80. Exprese estas dos presiones manométricas en (KPa), (psi) y altura de una columna de agua en (m).

Problemas sugeridos (del Cengel) de repaso adicional: 2.43, 2.44, 2.45, 2.49, 3.9, 3.32, 3.34, 3.40, 3.43, 3.66, 3.82, 3.84, 3.87, 3.89

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