Asignatura
Datos del alumno
Fecha
Termofluidos
20 – noviembre - 2017
Actividades Desarrollo de ejercicios ejercicios del del tema: “Hidrostática”
Objetivos El alumno deberá integrar los conocimientos mediante la investigación e interpretación de la teoría mediante el desarrollo y solución de ejercicios del tema Hidrostática.
Descripción de la actividad Buscar y desarrollar de 10 ejercicios del tema, cada uno debe contener como mínimo 2 procesos de conversión de unidades.
Nota: Ver ejemplo al final -
Subir a la plataforma en formato WORD, en caso de superar el límite de subida al sistema enviar un enlace - link (Gmail o Hotmail)
-
Fecha de recepción físico: 24 de noviembre del 2017 – 13H00 (oficina)
-
Fecha de recepción en la plataforma (digital): 24 de noviembre del 2017 –13H00
Competencias a desarrollar
Poseer y comprender conocimientos que aporten el desarrollo y/o aplicación del planteamiento de posibles soluciones a los ejercicios planteados.
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos conocimientos y enfrentarse a la complejidad de solucionar ejercicios a partir de una información investigada.
Que los estudiantes analicen, interpreten interpret en y expongan soluciones ante cualquier evento que se pueda manifestar en el desarrollo de los ejercicios de un modo claro y sin ambigüedades.
Considerar el siguiente formato de ejemplo planteado
Tarea – Actividades noviembre 20-TF-C-02
Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
Asignatura
Datos del alumno
Fecha
Termofluidos
20 – noviembre - 2017
HIDROSTÁTICA DESARROLLO DE EJERCICIOS A) Un ladrillo de material compuesto por plomo de las siguientes dimensiones; 1,96850 pulgadas; 3,93701 pulgadas y 7,87402 pulgadas, descansa un piso horizontal sobre su cara más pequeña, ¿Cuál es la magnitud de la presión que ejerce el ladrillo sobre el piso?
Datos:
Grafica / figura y/o representación del ejercicio
Densidad del Plomo = 2,7 g/cm 3
Puede ser con Geogebra o Autocad u otro
Gravedad = 9.8 m/S2 P=?
Conversión de Unidades MINIMO 3 PROCESOS
Pb
1. Densidad expresada en kg/m 3 2.7
gr cm3
3
kg 1000 gr
1000000cm 1m
3
2,700
kg
1.96850 pulg.
m3
3.93701 pulg.
7.87402
pulg 2. Conversión de pulgadas a metros 1.96850 pu lg
3.93701 pu lg
1cm 0.3937 pu lg
1cm 0.3937 pu lg
1m 100cm
1m 100cm
0.05m
0.10m
7.87402 pu lg
1cm 0.3937 pu lg
1m 100cm
0.20cm
Solución. P
m. g A
Pb V g
A
2,700
kg m3
m (0.05m 0.10m 0.20m) 9.8 2 s 0.05m 0.10m P 2,700
P
Tarea – Actividades noviembre 20-TF-C-02
kg m
3
(0.20m) 9.8
5,292 Pa 5.292 KPa
Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
m s
2
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Datos del alumno
Termofluidos
Fecha 20 – noviembre - 2017
Alternativas de Solución: Respuesta C A) B) C) D) E)
1,589 KPa 2,334 KPa 5,29 KPa 2 3,095 KPa 4;244 KPa
DEBER
#2
1. Un recipiente se llena totalmente con 1218gr de aceite vegetal, se vacía y se vuelve a llenar con alcohol, determinar : a) A: El volumen del recipiente b) El peso del alcohol
=
=
= 1.32 ∗ 10− ∗ = =
= 1,06
Tarea – Actividades noviembre 20-TF-C-02
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20 – noviembre - 2017
2. Un fusil dispara un proyectil de 120g y 1cm de diámetro. Si el proyectil recorre el cañón de 1,2 de longitud en 2/100 de seg. a) La aceleración del proyectil b) La fuerza que actúa sobre el proyectil c) La presión que ejerce los gases de la pólvora en la base del proyectil
= 60 / =
= 2 / = 120 / 120/ 2 100 = 6000/ =
= ∗ = 720 = = 91673,24
3. ¿A qué profundidad bajo la superficie de un lago de dos atmosfera si en la superficie el barómetro indica 74cm de Hg?
= 1,013 ∗ 10 2 = 2,026 ∗ 10 = ℎ ∗ ∗ = 98727,2 = ℎ ∗ ∗ 1927372,8 = ℎ ∗ 1000 ∗ 9,8 ℎ = 196,67
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20 – noviembre - 2017
4. ¿Cuál es la presión que soporta un buzo sumergido a 10 metros de profundidad en el mar? Datos: Densidad del agua de mar = 1,025 kg/L. Presión atmosférica = 101325 Pa.
Solución Primero convertimos las unidades dadas en el ejercicio a unidades del Sistema Internacional:
1.025
= 1.025 = 1025
Luego aplicamos la definición de presión hidrostática, considerando la presión atmosférica.
= ∗ ∗ ℎ + Reemplazamos
= 1025
los
valores
del
ejercicio
en
la
fórmula:
∗ 9.8 ∗ 10 + 101325
= 201775
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Fecha 20 – noviembre - 2017
5. Un submarino experimenta una presión de 4 atm bajo el agua de mar. ¿A
qué
profundidad
se
encuentra
sumergido?
Datos: Densidad del agua de mar = 1,025 kg/L. Presión atmosférica = 1 atm = 101325 Pa. Solución Lo primero que hacemos, como siempre, es convertir los valores dados a unidades del 1.025 = 1.025 = 1025 1 = 101325 => 4 = 101325 ∗ 4 = 405300
SI.
Luego planteamos la ecuación de presión hidrostática y despejamos la altura:
= ∗ ∗ ℎ + ℎ= . Reemplazamos por los valores dados en el ejercicio y obtenemos la altura:
ℎ=
405300 101325 = 30.26 1025 ∗ 9.8
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20 – noviembre - 2017
6. ¿Cuál es la fuerza ejercida sobre una chapa cuadrada de 30 cm de lado que se encuentra en el fondo de un tanque de agua lleno hasta 1,5 m, sin considerar la presión
atmosférica?
Datos: Densidad del agua = 1 kg/dm3. Solución Pasamos
las
unidades
al
SI
= 0.3 ∗ 0.3 = 0.09 = 1 = 1000 Planteamos
la
ecuación
de
la
presión
hidrostática:
=∗∗ℎ Reemplazamos por los valores dados: = 100 ∗ 9.8 ∗ 1.5 Planteamos la fórmula de presión y despejamos la fuerza: = => = ∗ Reemplazamos por los valores dados en el ejercicio: = 14700 ∗ 0.09 = 1323
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20 – noviembre - 2017
7. Determinar la fuerza que equilibra el sistema, sabiendo que las superficies s1 y s2 tienen diámetros circulares de 10 y 40 cm respectivamente.6
Solución Convertimos los valores dados a las unidades básicas del SI y calculamos los radios:
1 = 10 = 0.1 2 = 40 = 0.4 1 = 0.005 2 = 0.2 Calculamos
las
superficies
s1
y
s2
en
función
de
los
radios:
1 = ∗ = 3.14 ∗ (0.05) = 3.14 ∗ 0.0025 = 0.00785 2 = ∗ = 3.14 ∗ (0.2) = 3.14 ∗ 0.04 = 0.1253
Calculamos la fuerza que ejerce la masa en s2. Para eso utilizamos la fórmula de
peso.
= ∗ = 200 ∗ 9.8 = 1960 Planteamos la ecuación de la prensa hidráulica reemplazando a la fuerza 1 por F y a la fuerza 2 por el peso.
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20 – noviembre - 2017
∗ = => = 1960 ∗ 0.00785 = = 122.5 0.1256
8. Si las lecturas de los barómetros difieren en , determine la densidad del líquido en el tubo. ( = / ).
A.
900
B.
820
C.
780
D.
1000
E.
940
DATOS:
= 2 RESOLUCIÓN: = ℎ 2 × 1 0 = × (10) × (0,2) 2 × 10 = = 1000 ⁄ 2
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20 – noviembre - 2017
9. Un tubo en forma de U de su sección transversal uniforme de área igual a , , contiene inicialmente , de mercurio. A un brazo del tubo se le agrega un volumen igual de un líquido desconocido, y se observa que el desnivel del mercurio en los brazos es de ahora de 2,75cm. Determine la densidad del líquido desconocido en . (Densidad del mercurio = 13,6 / ).
A. B. C. D. E.
1,12 1,87 2,12 2,87 3,12
Resolución: Al final cuando el sistema llega al equilibrio, se tiene: = → = (2,75cm) ( ,⁄)(,) → = : = = = , ,
( ,⁄)(,) → = = , ⁄ ,
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Fecha 20 – noviembre - 2017
10. Se tiene una prensa hidráulica, en la que el área del pistón pequeño es de y el área del pistón grande es de . ¿Cuánta fuerza debe aplicarse sobre el pistón pequeño para levantar un carro de 2000 Kg, con el pistón grande?
A. 5500 N B. 7900 N C. 2500 N D. 4000 N E. 100 N
Datos: = = = =? : = = ⁄ = .
. = → = . = =
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