Guia de estudio U1.

1. Un zapato de golf tiene 12 tacos, cada uno con un área de 0.01 in 2 (pulgadas) en contacto con el
piso. Suponga que, al caminar, hay un instante en que los 12 tacos soportan el peso de la
persona de 170 lbm.
¿Cuál es la presión ejercida de los tacos sobre el suelo?
2. Al medir la presión manométrica con un manómetro de tubo abierto, se registró una diferencia
de altura de 7 cm de Hg. Si la medición se realizó al nivel del mar, cuál es la presión absoluta
en:
a) Mm de Hg
b) Cm de Hg
c) N/m2
3. Determine la presión hidrostática que existirá en un lago a una profundidad de 3 y 6 m,
respectivamente.
4. Determine a que profundidad está sumergido un buceador en el mar, si soporta una presión
hidrostática de 399840 N/m2. Dato: 𝜌𝐻2𝑂 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑟 = 1020 𝐾𝑔/𝑚3
5. Calcular la magnitud de la fuerza que se aplica en el émbolo menor de una prensa hidráulica
de 10 cm2 de área, si en el émbolo mayor con un área de 150 cm2 se produce una fuerza cuya
magnitud es de 10500N.
6. Calcular el diámetro que debe tener el émbolo mayor de una prensa hidráulica para obtener
una fuerza cuya magnitud es de 2000 N, cuando el émbolo menor tiene un diámetro de 10 cm
y se aplica una fuerza cuya magnitud es de 100 N.
7. Un prisma rectangular de acero inoxidable de 42 cm2 y una altura de 15 cm, se sumerge hasta
la mitad, por medio de un alambre, en un recipiente que contiene etilenglicol
(densidad=1.114g/m3).
a) ¿Qué volumen de etilenglicol desaloja?
b) ¿Qué magnitud de empuje recibe?
c) ¿Cuál es la magnitud del peso aparente del prisma al empuje, si la magnitud de su peso
real es de 34.25 N?
8. Un corcho tiene un volumen de 4cm3 y una densidad de 207 Kg/m3. ¿Qué volumen del corcho
se encuentra bajo la superficie cuando el corcho flota en el agua?
9. Calcular el tiempo que tardará en llenarse un tanque cuya capacidad es de 10 m3 al
suministrarle un gasto de 40 litros/s.
10. Por una tubería fluyen 1800 litros de agua en un minuto, calcular:
a) El gasto
b) El flujo
11. El agua fluye a través de una manguera de hule de 2 cm de diámetro a una velocidad de 4m/s.
a) ¿Qué diámetro debe tener el chorro si el agua sale a 20 m/s?
b) ¿Cuál es el gasto en m3/min?
12. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua a través de una grieta del recipiente localizada 6 m por
debajo de la superficie del agua? Si el área de la grieta es 1.3 cm2, ¿Con que gasto sale el agua
del recipiente?
13. Para medir la magnitud de la velocidad de la corriente en un río se introduce en él un tubo de
Pitot, la altura a la que llega el agua dentro del tubo es de 0.2 m. ¿A qué magnitud de
velocidad va la corriente?
14. En la parte más ancha de un tubo de Venturi hay un diámetro de 10.16 cm y una presión de
3x104 N/m2. En el estrechamiento del tubo, el diámetro mide 5.08 cm y tiene una presión de
1.9x104 N/m2.
a) ¿Cuál es la magnitud de la velocidad del agua que fluye a través de la tubería?
b) ¿Cuál es el gasto?
c) ¿Cuál es el flujo?
15. Una arteria pequeña de un perro tiene un radio interior de 2x10 -3 m. El gasto de la sangre en la
arteria es de 1 cm3/s. Si la viscosidad de la sangre del perro es 2.08x10 -3 Pa.s; hallar:
a) La magnitud de velocidad que lleva la sangre
b) La caída de presión (∆P = P1 − P2 ) en un fragmento de arteria de 7 cm de longitud.
16. La viscosidad de la sangre a 37 °C de temperatura es de 0.04 poise. En una arteria de 5 cm de
longitud y 1 cm de diámetro la caída de presión es de 30 mm de Hg.
a) Calcule el gasto al que fluye la sangre en m3/s (con la ley de Poiseulle).
b) La magnitud de velocidad
c) Para una densidad de la sangre de 1.05 g/cm3, obtenga el número de Reynolds y diga de
que flujo se trata.
17. El número de Reynolds es del orden de 4000 en un vaso sanguíneo de 3 cm de diámetro. Si la
densidad de la sangre es de 1,05 g/cm3 y la viscosidad de 0.04 poise; calcule:
c) La velocidad que lleva la sangre
d) El gasto
18. Una tubería de acero inoxidable tiene un diámetro interior de 2cm, por la cual circula Freón con
densidad de 1.305 g/cm3 y viscosidad de 0.0254x10-2 Pa.s. Si el flujo es laminar, calcule:
a) La velocidad en m/s
b) El gasto del fluido.
19. Un flujo de leche entera a 293K con densidad de 1.030 g/cm 3 y 2.12 centipoise, pasa a una
velocidad de 0.750 Km/s por un tubería de vidrio de 58 mm de diámetro.
c) Calcule el número de Reynolds. ¿Es laminar el flujo?
d) Calcule la velocidad en m/s para un número de Reynolds de 3000 y el gasto a ésta
velocidad.
20. Se está bombeando aceite de motor dentro de una tubería de 15 cm de diámetro a 300 K, con un
gasto de 13 gal/min. Calcule el número de Reynolds usando unidades del SI y diga de qué flujo
se trata.
Nota: a 300 K la densidad es de 884.1 𝐾𝑔/𝑚3 y la viscosidad de 48.6𝑥10−2 𝑃𝑎. 𝑠