Guía nº 5 de ejercicios de presión hidrodinámica e hidrostática
Resolver los siguientes ejercicios
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Donde no se indique emplear g = 10 m/s²
Problema nº 1
Se practica un orificio pequeño en la pared lateral de un recipiente lleno de líquido hasta un nivel de 80 cm más alto que el orificio. Calcular la velocidad teórica de salida.
• Respuesta: v = 3,96 m/s
Problema nº 2
En la pared lateral de un recipiente lleno de líquido hasta 90 cm de altura, se abren dos orificios a 15 cm y 60 cm sobre el fondo. Calcular el alcance de ambos chorros en el instante inicial.
• Respuesta: x₁ = 67 cm, x₂ = 84,8 cm
Problema nº 3
El tubo de descarga en un dique, situado a 30 m debajo del nivel máximo de las aguas, tiene 50 cm de diámetro. Calcular:
a) La velocidad de salida.
b) El caudal, siendo el coeficiente de contracción k = 0,64.
c) La potencia del chorro.
• Respuesta:
a) v = 24,26 m/s;
b) Q = 3,049 m³/s;
c) W = 1.219 CV
Problema nº 4
La presión hidrostática del agua en una cañería es de 650 mm Hg cuando no hay circulación. Calcular cuanto disminuye si el agua circula con velocidad de 3 m/s, suponiendo líquido ideal.
• Respuesta: Δp = 33,8 mm Hg
Problema nº 5
En el fondo de un tanque situado a 15 m de altura, se practica un orificio. ¿Con qué velocidad llega al suelo el agua que sale por él, si hay 75 cm de agua en el tanque y se supone que cae en el vacío?
• Respuesta: v = 17,75 m/s
Problema nº 6
Una tubería de 0,2 m de diámetro, llena de agua en movimiento, tiene un estrechamiento de 0,1 m de diámetro. Si la velocidad en la parte de 0,2 m es de 2 m/s, hallar:
a) La velocidad en el estrechamiento.
b) El caudal expresado en metros cúbicos por segundo.
• Respuesta:
a) v = 8 m/s;
b) Q = 0,0628 m³/s
Problema nº 7
En determinado punto de una tubería la velocidad es de 1 m/s y la presión manométrica de 3·10⁵ Pa. Hallar la presión manométrica en un segundo punto de la línea situado 20 m por debajo del primero, si la sección transversal en él es la mitad que la del primero. El líquido de la tubería es agua.
• Respuesta: p = 4,985·10⁵ Pa
Problema nº 8
El área de la sección transversal de una tubería horizontal por la que circula agua es de 10 cm². En otro tramo, el área de la sección transversal es de 5 cm². La diferencia de presiones entre ambas secciones es de 300 Pa. ¿Cuántos metros cúbicos de agua saldrán de la tubería en 1 minuto?
• Respuesta: 0,0268 m³/min
Problema nº 9
En determinado punto de una tubería horizontal, la presión manométrica es de 0,5·10⁵ Pa. En otro punto, la presión manométrica es de 0,3·10⁵ Pa. Si las áreas del tubo en estos dos puntos son 20 cm² y 10 cm², respectivamente, calcular el número de metros cúbicos de agua por minuto que circulan a través de cualquier sección del tubo.
• Respuesta: 0,438 m³/min
Bibliografía:
"Física elemental". José S. Fernández y Ernesto E. Galloni. Argentina.
"Física Universitaria". Sears, Zemansky, Young. España.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina