Practica 8 Unac de Fisica 2n

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FÍSICA II Doce Do cent nte: e: Dr Draa Ver erón ónic icaa Es Espi pino noza za Ca Carr rras asco co

 

PRÁC PRÁCTICA TICA DIRIG DIRIGIDA IDA N° 7

 

Formulario P1

Q





1 2

2

  v1



  gh1 

 Area  velocidad  

 A1v1  

 



P2

1 2

2

  v2

Volumen tiempo

   A2 v2









 gh2

cons tan te

 

Consideraciones •

  Si el depósito depósito es abierto, entonces entonces la presión absoluta absoluta en ese punto es la presión atmosférica •   Si el deposito es muy gra grande, nde, entonces la velocidad en el pu punto nto donde la región es grande es cero. •   Colocar el sistem sistema a de referencia en el punto mas bajo •   Si el tubo es horizontal en entonces tonces h1 = h2

 

EJERCICIO 1 Una manguera para agua de 2 cm de diámetro se usa para llenar una cubeta de 20 litros. Si la cubeta tarda un minuto en llenarse ¿cuál es la rapidez con la que sale el agua de la manguera? (1 litro = 1000 cm3 =10-3 m3 )  Area

   

d 

2



4 Volumen tiempo



20litros 1 min

    





   (cm

2

)

4 

 Area  velocidad       v

2cm2

333,33  v

1000cm

3

1litro

 



1 min 60 s



333,33cm

Volumen tiempo 

106   ,1cm / s



1,06m / s

3

/s

 

EJERCICIO 2 ¿Un gran ¿Un  gran tanque  tanque de almacenamiento, abierto en la parte superior y lleno con agua, en su costado en un punto a 16 m abajo del nivel de agua se elabora un orificio pequeño. La relación de flujo a causa de la fuga es de 2,50 x 10-3 m3/min. Determine a) la rapidez a la que el agua sale del orificio y b) el diámetro del orificio.

P1

Patm

1   v 2 1 2





1 2

  g ( h1 )

g ( h1 )

  (0)







1 2

  gh1 



 

  g ( h1 )

P2





1   v 2 2 2

Patm



1 2



 gh2

2

  v2



  g (0)

1 2   v2 2 2

v2



v2



2 gh1



2  9,8  16



17,71m / s

 

Q



2,5  10



3

m

3

min



1 min  

60 s



0,042 10



3

m

3

s

 Area

Q



 

  



 Area  velocidad  

0,042



10

  d 

3



4

2

   17,71



d 

2

 



0,17





10

2

m

2

4

d 

2

 

EJERCICIO 4 Una tubería de 15 cm de diámetr etro, por la cual circula ula el ag agua ua llenán ándo dolla completamente, tiene un estrechamiento de 7,5 cm de diámetro. Si la velocidad en la parte ancha es de 1,2 m/s, calcular a) la velocidad en el estrechamiento, b) el gasto en litros/segundo. TAREA

 

EJERCICIO 5 El agu agua a qu que e se en encue cuent ntra ra en un de depós pósit ito o ce cerr rrad ado o es está tá so some meti tida da a una pre presi sión ón manométric manomét rica a de 0,3 kgf kgf/cm /cm2 eje ejercid rcida a por air aire e com compri primid mido o int introdu roducid cido o en la par parte te superior del depósito. En la pared lateral del mismo hay un pequeño orificio orificio situado  situado a 5 m por debajo del nivel del agua. Calcular la velocidad velocidad con la cual sale el agua por este orificio. Dato densidad del agua es 1000 kg/m3, 1 kgf = 9,8 N

P1



1 2

Pman1

2

  v1



1



  gh1

2

  v1





P2

  gh1   

2

0

1 2

2

  v1

1 2

2

  v2

Pman 2





1

  gh2 2

  v2



 gh2

2

 

1 1000 v12 2



Pman 2





 gh2

2,94  10 4



  ,8)(5) 1000(9



v1



12,52m / s

 

   Si

esta abierto

Pabsoluta



Pmanometrica

Patmosferica 

0 Pa

2

 100cm  4 P   (2)  0,3      2,94  10 Pa manometrica cm 2 1kgf     1m   kgf  

9,8 N 

 

EJERCICIO 6 Un tubo horizontal de 37,5 cm2 de sección transversal se estrecha hasta que 3la 2 sección sea 12,5 cm . Si por el tubo pasa agua del mar con densidad 1,066 g/cm , con una velocidad de 54 m/minuto por la parte ancha donde se lee una presión manométrica de 0,80 kgf/cm2 ¿Cuál es la presión manométrica en la parte estrecha del tubo? Densidad del agua es 1066 kg/m 3  A1v1 v2

v

1

v

2









 A2 v2



37,5 v 12,5 1

54

m

min 37,5



12,5

2

v1



3v1

1 min 60 s

1 

v

  

37,5cm

3v1



  

0,9m /

2,7 m /

s

s

12,5cm

2

v2

 

P1



1 2

Pman1

2

  v1



1

  gh1



2

  v1

  



P2

Pman 2

2



1   v12 2

7,84  10 4 Pman 2



Pman 2



2

1

2

  v2



  gh1   

1

P2

  gh2

2

kgf   cm 2



 v2

2

Pmanometrica (1)  0,8 P1



1



2





9,8 N   100cm  4        7,84  10 Pa 1kgf     1m  

1   v22 2

(1066)(0,9) 2



 gh2

Pman 2



1 (1066)(0,9) 2 2 74946,16 Pa





2

7,84  10 4





1 2

(1066)(2,7) 2

1 (1066)( 2,7) 2 2

 

EJERCICIO 8 El agua sale por un tubo horizontal con un2gasto de 3,25 litros/segundo. En un punto en el que el tubo tiene una sección de 9 cm , la presión absoluta es 1,3 kgf/cm2 ¿Cuál debe ser la sección transversal de un estrechamiento del tubo para que la presión en él quede reducida a 1,1 kgf/cm2?

 

EJERCICIO 9 El agua sale continuamente del depósito representado en la Figura 5. La altura del punto 1 es 12 m, la de los puntos 2 y 3 es 1,2 m. La sección transversal en el punto 2 es 450 cm2 y en el punto 3 es 225 cm2 . El área del depósito es muy grande comparada con las secciones del tubo. a) Calcular la presión absoluta en el punto 2, b) calcular el gasto en litros/segundo.

 

EJERCICIO 10 El tubo representado en la figura 6, tiene una sección transversal de 36 cm2 , en las 2

partesdeanchas y de 9 cm las en velocidades el estrechamiento. Cada 5anchas segundos delestrecha tubo 27 litros agua, a) calcular en las partes y ensalen la parte del tub tubo, o, b) cal calcul cular ar la di difer feren encia cia de pr presi esion ones es en entre tre es esta tas s par parte tes, s, c) cal calcul cular ar la diferencia diferenc ia de alturas entre las columnas de mercurio del tubo en U, Densidad de agua es 1000 kg/m 3

Q



Volumen tiempo

Q



5400cm

3



/

27litros 5s



1000cm 3 1ltro

s 3

5400 cm s v1  150cm / s  1,5m / s

Q



 A1  v1



Q





 A

2

cm



v

2

5400

s



36cm 2



v1

3 2



9cm



v2

v1

600cm / s

6m / s

 

P1



1

2

  v1



  gh1 

 

P2

2



1

2

  v2



 gh2

2

Tuberia horizontal h1 = h2

P 1

1 P



P 1



1 P





1 2

2

  v1 1  

  

P2



1 2

2

 v2

1 1 2 2 2 (1000)(1,5)  P2  2 (1000)(6) 1 1 P2  (1000)(6) 2  (1000)(1,5) 2 2 2 P2



16875 Pa

 

En un manometro Densidad del mercurio es 13600 kg.m3

P A h





P B

P A





   Hg

   Hg

P B g



gh

16875 m 13600(9,8)

 

EJERCICIO 11 Dos tanques abiertos muy grandes A y F (figura) contienen el mismo líquido. Un tubo horizontal BCD, con una constricción en C y abierto al aire en D, sale del fondo del tanque A. Un tubo vertical E emboca en la constricción en C y baja al líquido del tanque F. Suponga flujo de línea de corriente y cero viscosidades. Si el área transversal en C es la mitad del área en D, y si D está a una distancia h1 bajo el nivel del líquido en A, ¿a qué altura h2 subirá el líquido en el tubo E? Exprese su respuesta en términos de h1.

 

EJERCICIO Por una tubería inclinada 37°, circula agua de densidad 1000 kg/m3. Calcule 2 la presión manométrica en un punto P de la sección 3 cm , sabiendo que el agua sale por la boquilla de 1 cm2.