UTN - Problemas Unidad 2

UTN - Problemas Unidad 2 - Curso 2004
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1. El punto más profundo bajo el agua es la fosa de las Marianas, al este del Japón,
donde la profundidad es de 11,3 km ¿Cuál es la presión manométrica y absoluta
en este punto expresada en kgf/cm², N/m², kPa y metros de columna de agua?
Suponer que la densidad no se modifica con la presión y considerar que la
densidad relativa promedio del agua de mar es de 1,3.
2. En un manómetro se obtiene una lectura de 0,15 kgf/cm², en tanto que un
barómetro en el lugar donde se encuentra instalado el manómetro indica una
presión atmosférica de 750 mm de columna de mercurio (Hg). Expresar la presión
manométrica y la presión absoluta en kg/cm², N/m², kPa, metros de columna de
agua y milímetros de columna de mercurio.
3. El recipiente de la
figura contiene agua y
aire. ¿Cuál es la
presión absoluta y
manométrica
expresada en kgf/cm²,
N/m², en los puntos A,
B, C y D?
Aire
D
90cm
B
30cm
C
30cm
90cm
A
Agua
Fluido B
= 1,5
4. ¿Cuál es la densidad
relativa del fluido A?
ρr
125
Agua
50
0
250 mm
Fluido A
50
175 mm
125
Escala en mm
5. ¿Cuál es la presión
absoluta dentro del
tanque A en el punto
“a”? Expresar el
resultado en kgf/cm² y
en kPa.
Aire
Hg
Aceite
150 mm
600 mm
Agua
300 mm
a
A
ρr = 0,8
100 mm
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Agua
6. ¿Cuál es la presión
manométrica dentro
del tanque con aire?
Expresar el resultado
en kgf/cm² y en kPa.
Aire
460 mm
300 mm
200 mm
100 mm
Hg
Hg
7. Encontrar cuanto vale la prsión a 13.000 m de altura si hasta los 11.000 m la
temperatura varía linealmente en forma decreciente a una tasa de 0,006507 °K/m,
y a partir de los 11.000 m hasta los 20.000 m la temperatura permanece
constante. Se establece que la temperatura a nivel del mar es de 10ºC y la presión
101.300 N/m². La constante del aire es de 286,58 (Nm/kg °K).
8. Determinar
el peso W
que puede
soportarse
con los 50
kgf
aplicados
sobre el
pistón de la
figura.
diám = 220 mm
W
50 kgf
Aceite
diám = 38 mm
9. Determinar el módulo de la fuerza
que actúa perpendicularmente a la
superficie del triángulo ABC de la
figura: a) mediante integración, b)
mediante fórmula.
Aceite (γ = 880 kg/m3)
1,5 m
1,5 m
A
B
0,9 m
1,2 m
C
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10. Una placa rectangular ABC puede rotar
alrededor del pasador B ¿Qué longitud
l debe tener BC, para que el momento
respecto de B causado por el agua y
por el peso de la placa sea nulo?
Suponga que el peso de la placa es de
1000 N/m por unidad de longitud. El
ancho es de 1 metro.
11. Determinar la fuerza
resultante debida a los
fluidos que actúan
sobre la compuerta de
la figura. La densidad
relativa del aceite es de
0,8.
C
L 60°
B
Agua
A
1m
Aire 3,5 N/cm2
1,5 m
Aceite
3m
Agua
1,5 m
3m
1,3 m
12. ¿Qué altura h del agua hará girar la
compuerta en el sentido de las agujas
del reloj? La compuerta tiene 3 metros
de ancho. Despreciar el peso de la
compuerta.
36 kN
60°
Agua
13. Determinar la fuerza que actúa
sobre una de las caras de la
superficie de la figura.
0
h
B
9m
x
y=x²/8cm
60 cm
Agua
y
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14. Determine la magnitud de la fuerza
resultante que actúa sobre la
superficie esférica y explique por qué
la línea de acción pasa por el centro O.
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Patm
3m
1m
O
15. ¿Cuál es la fuerza horizontal sobre la
compuerta semiesférica AB producida
por todos los fluidos internos y
externos? La densidad relativa del
aceite es de 0,8.
2 kgf/cm²
Aire
3m
Aceite
6m
Agua
A
2m
B
16. Se muestra un vertedero cilíndrico,
que tiene un diámetro de 3 metros y
una longitud de 6 metros. Calcule la
magnitud y la dirección de la fuerza
resultante causada por los fluidos
sobre el vertedero.
17. ¿Cuál es la fuerza
vertical sobre la esfera
si las dos secciones del
tanque están
completamente
aisladas la una de la
otra?
Agua
3m
1,5 m
Agua
Patm
Agua
4,5 m
Tanque
Dividido
r=1 m
0,35 kgf/cm²
0,6 m
Aceite (ρr = 0,8)
3m
Bomba
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18. Determinar la fuerza horizontal y su
línea de acción, la fuerza vertical y su
línea de acción que actúan sobre la
compuerta radial de la figura. ¿Qué
fuerza F se necesita para abrir la
compuerta despreciando su peso, sí la
misma pivota alrededor de “O”? ¿Cuál
es el momento respecto a un eje
normal al papel y que pase por el
punto “O”?
Agua
3m
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F
O
A
r=2m
C
Compuerta de 2
m de anchura
19. Determinar la densidad relativa del
tubo de pared gruesa mostrado en la
figura si el mismo se mantiene estable
en la posición mostrada. El fluido en
que flota es agua.
1,2 m
0,6 m
0,6 m
1,2 m
20. Explique por qué el principio de Arquímedes no es aplicable en el problema 17.
21. Un bloque de madera
con una densidad
relativa de 0,7 está
flotando en agua. Una
barra de masa
despreciable ubicada
en el centro del bloque
sostiene un cilindro A
cuyo peso es de 20 N.
¿A qué altura h se
obtendrá estabilidad
neutra?
A
h
0,2 m
0,1 m
0,6 m