Ejercicios Propuestos Hidrostática FMF 2016I

Fundamentos de Fluidos Prof . Jo séLu is Garc ía Vé lez

Escuela de Ingenierí a de Recursos Naturales y del Ambiente Univ ersi dad del Valle

Ejercicios Hidrostática 1.

Calcular la presión en el Punto 1 de la tubería de de la Figura. D r-Hg = 13.6.

Agua

1

0.2 m Mercurio = Hg 0.5 m

2.

Determinar la la diferencia de presión entre A y B de las tuberías de la Figura. a) Sí las dos contienen agua. b) Si en A hay agua y en B aceite (D r-Aceite =0.85).

H-1

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3.

Determinar la presión del aire situado encima del aceite (D r-Aceite =0.75).

4.

Sabiendo que la presión en A es de 1.2 bar, determinar la presión en B.








5.


Calcular la presión en el punto 1 de la tubería de la figura (D r-Hg =13.6).

6. En un punto A de un líquido en reposo, la presión es de 0.7 bar, y en un punto B, 1.5 m debajo de A, 1.1 bar. Determinar, a) la densidad del líquido en kg/m 3, b) la presión (bar) en un punto C situado 4 m debajo de A.

7. En la Figura se muestra un tanque de aceite que tiene una parte abierta a la atmósfera, y la otra sellada con aire por encima del aceite. El aceite tiene una gravedad específica de 0.90. Calcule la presión manométrica en los puntos A, B, C, D, E y F y la presión de aire en el lado derecho del tanque.

F A 3m

B

1.5m

E Aceite

Dr-Aceite=0.9

D

3m

C

8. El recipiente recipiente de la Figura Figura contiene agua y aire como se muestra muestra en la Figura. Figura. ¿Cual ¿Cual es la presión en A, B, C y D? Determinar las presiones si el depósito en la zona del Punto B y C está abierta a la atmósfera.









D

1m

Air e

Aire

1m 0.3m

0.3m

B

0.6m

0.3m

1m C A

Agua

9.

1m 1m

Agua

En la Figura determinar P A en mm de Hg o Mercurio (D r-Hg=13.6).

Dr2-Fluido2 =1

A +

h2=0.15m

h1 Dr1-Fluido1 =0.86 h1=0.09m









Lbf 10. Determinar la presión manométrica en el centro del tubo A en PSI o

Pu lg 2

.

1 Pie

1 Pie

1 Pie

A +

Agua

Aire

Dr-Fluido3=3

11. Un tanque abierto contiene una capa de agua de 2m y un de aceite (D r-Aceite=0.83) de 1m. Determinar la presión (Pa) en e n el fondo del tanque.

Agua Aceite

h1=2 m









12. Un deposito cerrado contiene 60 cm de Hg (Mercurio con D r-Hg=13.6), 150 cm de agua y 240 cm de aceite (Dr-Aceite=0.75), conteniendo aire el espacio sobre el aceite. Si la presión absoluta en el fondo es de 3 bar ¿a qué presión (bar) se encuentra el aire?

Hg =60 cm Agua =150 cm

Aceite =240 cm

Presión en el Fondo PF= 3 bar

13. Un informe de predicción del tiempo reporta que la presión barométrica es de 722 2 mm de Hg - Mercurio. Determine la presión atmosfé rica en KP a y en Lb /Pulg . f 14. La presión atmosférica estándar es de 101.3 kPa. Determine la altura en una columna de mercurio que sea equivalente a esta presión. 2 Expresar la presión Atmosférica de 101.3 KP a en Lb /Pulg . f 15. Calcular la fuerza (N) sobre una pared vertical de un recipiente de base cuadrada, de 1 m de lado, que contiene una capa de aceite (D r =0.85) =0.85) de 0.6 m y otra de agua de 0.8 m.

h1=0.6m

 1



Acei Aceite te

1 h2=0.8m

 2



Agua Agua

2 L = 1m











16. Un tanque cúbico de 1.4m de arista está lleno de aceite (D r-Aceite =0.8) hasta una altura de 0.8m. El aire contenido encima está a la presión manométrica de 0.5 bar. Determinar la fuerza (N) sobre la cara superior, el fondo y una de las caras verticales.

0.8 m

Aire 1.4 m Aceite 1.4 m

1.4 m 17. Un tanque abierto contiene una capa de aceite (D r-Aceite=0.83) de 1 m. Determinar la presión en el fondo del tanque. 18. El depósito de la Figura tiene una base de 100 cm por 50 cm. Determinar despreciando la presión atmosférica: a) La fuerza y el centro de presiones en la pared del fondo BC. b) La fuerza y el centro de presiones en la pared lateral AB. 10 cm









19. En un punto A de un líquido en reposo, la presión es de 0.7 bar y en un punto B localizado 1.5 m por debajo de A es de 1.1 bar. Determinar: a) La densidad del líquido y b) la presión en un punto C situado a 4 m por debajo de A.

A h1= 1.5 m

B

h2= 4 m C

20. El cilindro y el tubo de la Figura contienen agua. Para una lectura manométrica manométrica en A de 2 bar, ¿cuál es la fuerza G y la masa del embolo?

19. Los pistones 1 y 2 de la Figura miden 5 cm y 50 cm de diámetro. La fuerza ejercida









20. Los diámetros de los pistones de la figura son de pistón 1 de 3 cm y pistón 2 de 90 cm. La fuerza G2 del del pistón grande es de G2 = = 50 KN, y sostiene una carga externa F 2 2 = = 120 kN. La fuerza del pistón pequeño G1 = 50N. ¿Qué fuerza F 1 se necesita para mantener el equilibrio? (dar la respuesta en newton).

21. ¿Qué fuerza horizontal debe aplicarse en A para que la compuerta rectangular de la Figura de 1.5 m de ancho, permanezca en equilibrio? (dar la respuesta en Newton).









23. En el tablero de contención de la figura, que gira en B, determinar a) ¿Cuál debe ser la máxima altura de B sobre N para que el vuelco se produzca cuando el nivel de la laguna llegue a M? b) Una vez situado B ¿cuáles serán las reacciones en B y N , por metro lineal de tablero, cuando el nivel de agua está 30 cm por debajo de M ? (dar al respuesta en newton).

24. ¿Qué fuerza horizontal habrá que aplicar en A y en qué sentido, para que la compuerta rectangular OA, de 1m de ancho, permanezca en equilibrio? (dar al repuesta en newton).

25. La compuerta AB de la figura mide 10 pies en dirección perpendicular al papel; esta articuladas en A y tiene tope en B. Determinar el nivel h de agua necesario para que la compuerta comienza a abrirse, suponiendo que su peso es despreciable.









26. La válvula circular de la figura, de 3 m de diámetro, gira alrededor del eje horizontal, que pasa por su centro. Determinar el mínimo valor de la fuerza F A para mantenerla cerrada.

27. Determinar las fuerzas (en N) sobre las dos bisagras (A y B) y la aldaba (D) de la puerta vertical de la figura, causadas por el empuje del agua sobre una de sus caras.

28. Con un nivel de agua (en m) suficiente, la compuerta de la figura giraría sobre el eje O. Despreciando su masa, determinar el mínimo valor de H para que esto ocurra.











29. La compuerta vertical de la figura cierra un canal de sección triangular, y está montada sobre un eje de giro en su lado superior ̅ − 1 . Cuando el canal se encuentra lleno ¿ cual deberá ser la fuerza (en kN)) necesaria, y la masa (en kg) correspondiente, para mantenerla cerrada?

30. ¿Qué nivel de agua causará la caída de la compuerta rectangular de la figura, de 1.5 m de ancho y 2.5 m de alto ( ̅ −  = 2.5  ), si la masa del cuerpo G es de 1000 kg y se desprecia la masa de la compuerta?









32. Calcular la fuerza necesaria F A para accionar la compuerta circular de la figura, de 2 m de diámetro, articulada en O. La masa de la compuerta es de 1000 kg.

33. En la presa estructural de la figura, los puntales AB se disponen con un intervalo de 1.5 m lo largo de la presa ¿cuál será la carga sobre cada puntal y la reacción en N?

Ejercicios Propuestos Hidrostática FMF 2016I

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