PROBLEMAS DE MECANICA DE FLUIDOS PROBLEMA N° O1 La cama de agua El colchón de una cama de agua mide 2.00 m de largo por 2.00 m de ancho y 30.0 cm de profundidad. A) Encuentre el peso del agua en el colchón. B) Encuentre la presión que ejerce el agua sobre el suelo cuando la cama de agua descansa en su posición normal. Suponga que toda la superficie inferior de la cama tiene contacto con el suelo. SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 02 SOLUCIÓN: El elevador de automóviles En un elevador de automóviles en una estación de servicio, el aire comprimido ejerce una fuerza sobre un pequeño pistón que tiene una sección transversal circular y un radio de 5.00 cm. Esta presión se transmite mediante un liquido a un pistón que tiene un radio de 15.0 cm. ¿Que fuerza debe ejercer el aire comprimido para elevar un automóvil que pesa 13 300 N? ¿Que presión de aire produce esta fuerza? SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 03 SOLUCIÓN: Dolor en su oído Estime la fuerza que se ejerce sobre su tímpano debido al agua cuando nada en el fondo de una alberca que tiene 5.0 m de profundidad. SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 04 SOLUCIÓN: La fuerza sobre un dique El agua llena una altura H detrás de un dique de ancho w (figura). Determine la fuerza resultante que el agua ejerce sobre el dique. SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 05 SOLUCIÓN: ¡Eureka! Según la tradición a Arquímedes se le pidió determinar si una corona hecha para el rey consistiera de oro puro. De acuerdo con la leyenda, el resolvió este problema al pesar la corona primero en aire y luego en agua, como se muestra en la figura 14.11. Suponga que lectura en la balanza es 7.84 N cuando la corona estaba en aire y 6.84 N cuando estaba en agua. ¿Que dijo Arquímedes al rey? SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 06 SOLUCIÓN: Una sorpresa titánica Un iceberg que flota en agua de mar, como se muestra en la figura 14.12a, es extremadamente peligroso porque la mayor parte del hielo esta bajo la superficie. Este hielo oculto puede dañar una embarcación que aun esta a una distancia considerable del hielo visible. ¿Que fracción del iceberg se encuentra bajo el nivel del agua? SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 07 SOLUCIÓN: Regar un jardín Un jardinero usa una manguera de 2.50 cm de diámetro para llenar una cubeta de 30.0 L. El jardinero nota que tarda 1.00 min para llenar la cubeta. Luego acopla una boquilla con una abertura de 0.500 cm2 de área de sección transversal. La boquilla se sostiene de tal modo que el agua se proyecta horizontalmente desde un punto a 1.00 m sobre el suelo. ¿Sobre que distancia horizontal se puede proyectar el agua? SOLUCIÓN:

PROBLEMA N° 08 El tubo Venturi La tubería horizontal constreñida que se ilustra en la figura 14.19, conocida como tubo Venturi, se usa para medir la rapidez de flujo de un fluido incompresible. Determine la rapidez del flujo en el punto 2 de la figura 14.19 si se conoce la diferencia de presión P1- P2.

PROBLEMA N° 09 SOLUCIÓN: Ley de Torricelli Un tanque cerrado que contiene un liquido de densidad ρ tiene un orificio en su costado a una distancia y1 desde el fondo del tanque (figura 14.20). El orificio esta abierto a la atmosfera y su diámetro es mucho menor que el diámetro superior del tanque. El aire sobre el liquido se mantiene a una presión P. determine la rapidez del liquido que sale del orificio cuando el nivel del liquido esta a una distancia h sobre el orificio. SOLUCIÓN: