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FLUIDOS
1. Una botella tiene una masa de 35g cuando está vacía y de 98.44g cuando
está llena con agua. Cuando se llena con otro fluido, su masa es de 88.78g.
¿Cuál es la densidad de ese otro fluido?
847.73 Kg/m3
2. ¿Cuál es la masa aproximada de aire que cabe en una habitación de
4.8m3.8m2.8m?
66.39 Kg
3. Calcular la fuerza total que ejerce la atmósfera sobre la superficie superior
de una mesa que mide 1.6m2.9m. ¿Cuál es la fuerza que actúa hacia arriba
sobre el lado inferior de la mesa?
470148 Newtons en ambos casos
4. ¿Cuál es la fuerza total y la presión en el fondo de una piscina de 22m
8.5m, cuya profundidad uniforme es de 2m? ¿Cuál será la presión en un
lateral de la piscina cerca del fondo?
Fuerza total = 22616715 N
Presión total = 120945 Pa
Presión lateral = 120945 Pa
5. Estimar la presión atmosférica en la cima del monte Everest (8848m sobre
el nivel del mar).
Sale una presión negativa, lo cual es imposible. El fallo está en considerar la
densidad del aire constante con la altitud.
6. Un coche se sale de la carretera en una curva y se hunde en un lago hasta
una profundidad de 8m. Si el área de la puerta del coche es de 0.5m2, a) ¿qué
fuerza ejerce el agua sobre el exterior de la puerta? b) ¿qué fuerza ejerce el
aire sobre la parte interior de la puerta suponiendo que dentro del coche había
presión atmosférica? c) ¿Qué fuerza deberá aplicar el ocupante del coche para
abrir la puerta?
a) 89740 N
b) 50500 N
c) 39240 N
7. Un bloque de un material desconocido pesa 3N en aire y 1.89N cuando se
sumerge en agua. a) Ayudándote de una tabla de densidades, ¿cuál es el
material de que está hecho el bloque? b) ¿Qué corrección debería tenerse en
cuenta por el empuje del aire cuando el material se pesa en aire?
a) aluminio
b) 0.05%
8. En condiciones estándar, la densidad del aire es 1.29kg/m3 mientras que la
del helio es 0.178kg/m3. Debido a esta diferencia de densidades, un globo
lleno de helio levanta una barquilla con un peso total de 2000N. ¿Cuál deberá
ser el volumen del globo?
158.20 m3
9. ¿Qué fracción de una pieza de aluminio estará sumergida al flotar en
mercurio?
20%
10. Un buzo y su equipo desplazan un volumen de agua cuando está
sumergido de 65l y tienen una masa total de 63kg. ¿Cuál es el empuje ejercido
por el agua? ¿se hundirá o flotará el buzo?
637.65 Newtons. El buzo flota
11. Una pieza de madera de 0.48kg flota en el agua pero se hunde en alcohol
(densidad específica 0.79), en el que tiene una masa aparente de 0.047kg.
¿Cuál es la densidad específica de la madera?
0.86
12. Plasma sanguíneo fluye desde una bolsa a través de un tubo hasta la vena
de un paciente, en un punto en el que la presión de la sangre es de 12mmHg.
La densidad específica del plasma a 37ºC es 1.03. ¿Cuál es la altura mínima a
la que deberá estar la bolsa para que la presión del plasma cuando se introduce
en la vena sea de al menos 12mmHg?
15.8 cm
13. Determinar la presión manométrica mínima necesaria en una tubería para
subir agua hasta un piso duodécimo situado a 36.5m de altura.
459390 Pa
14. Tenemos un manómetro para medir la presión en un tanque de oxígeno.
En un día en el que la presión atmosférica es de 1040mbar, ¿cuál es la presión
del oxígeno, si la altura del mercurio en su extremo abierto es a) 28cm más
alta, b) 28cm más baja, que la del mercurio en el tubo conectado al tanque?
a) 141382.15 Pa
b) 66669.19 Pa
15. La sangre circula por la arteria aorta de 9mm de radio a 30cm/s. a)
Calcular el flujo volumétrico en litros por minuto. b) Aunque el área de la
sección recta de un capilar es mucho menor que la de la aorta, existen muchos
capilares en el sistema circulatorio humano, de manera que el área total de sus
secciones rectas es mucho mayor que la de la aorta. Si toda la sangre
procedente de la aorta pasa a los capilares, donde la velocidad del flujo es de
1.0mm/s, calcular dicha área total. Considérese la sangre como un fluido ideal.
a) 4.58 litros/minuto
b) 0.0763m3
16. Una manguera de jardín de 1.6cm de diámetro se utiliza para llenar una
piscina redonda de 6.1m de diámetro. ¿Cuánto tiempo costará llenar la piscina
hasta una altura de 1.2m si el agua sale de la manguera con una velocidad de
0.33m/s?
6.11 días
17. ¿Cuál es la fuerza ascensional neta que ejerce el aire sobre el ala de un
avión de 86m2 si el aire pasa por las superficies superior e inferior con unas
velocidades de 340 y 290m/s, respectivamente?
139750 Newtons
18. Si el viento sopla a 25m/s sobre el tejado de una casa, ¿cuál es la fuerza
neta sobre el tejado si tiene un área de 240m2?
97500 Newtons
19. La sangre tarda aproximadamente 1s en fluir por un capilar del sistema
circulatorio humano de 1mm de longitud, suponiendo régimen laminar. Si el
diámetro del capilar es de 7m y la caída de presión en su longitud de 2.6KPa,
calcular la viscosidad de la sangre.
3.9810-3 Pa.s
20. Calcular el número de Reynolds para la sangre que circula a 30cm/s por
una aorta de 1cm de radio. Suponer que la sangre tiene una viscosidad de
4mPa.s y una densidad de 1060Kg/m3.
1590
21. Una aguja hipodérmica de 0.02m de longitud y radio interior 310-4m se
utiliza para lanzar agua a 20ºC al aire con un caudal de 10-7m3/s. a) ¿Cuál es la
velocidad media del agua en la aguja? (Supóngase flujo laminar). b) ¿Qué
caída de presión se necesita para conseguir dicho caudal? agua=1.00510-3Pa.s
a) 0.354 m/s
b) 631.9 Pa
22. ¿Cuál debe ser la diferencia de presión entre los dos extremos de un tubo
de 1.9km de longitud y 29cm de diámetro si el tubo debe transportar aceite,
con un caudal mínimo de 450cm3/s? (=950kg/m3,  = 0.20Pa.s)
985.06 Pa
23. La velocidad límite de una gota esférica de aceite que cae en aire a 20ºC es
210-7m/s. ¿Cuál es el radio de la gota si su densidad es de 930kg/m3?
4.4410-6 m
24. Un glóbulo rojo esférico de 510-6m de radio y densidad 1.3103kg/m3 se
halla en agua a 37ºC. ¿Cuál es su velocidad límite suponiendo válida la ley de
Stokes?
2.4110-5 m/s
25. Una molécula de proteína tiene una masa de 105 u.m.a. y una densidad
1.35103kg/m3. Se encuentra en una centrifugadora sometida a una
aceleración de 2105g. Si está en agua, hallar a) su peso efectivo y b) el
empuje al que está sometida.
a) 8.4410-17 N
b) 2.4110-16 N
26. Cuando se introduce un capilar de 0.8mm de diámetro en metanol, éste
asciende hasta una altura de 15mm. Si el ángulo de contacto es cero, calcular
la tensión superficial del metanol, cuya densidad específica es 0.79.
0.023 N/m
27. La fuerza hacia arriba sobre una esferita sostenida sobre la superficie del
agua debida a la tensión superficial es 2rcosc. Un insecto de masa 0.002gr
se apoya sobre la superficie de un lago sobre sus seis patas, cada una de las
cuales tiene una base aproximadamente esférica de 0.02mm de radio. a)
Calcular al ángulo c. b) Si la masa del insecto crece sin aumentar r, al ángulo
c disminuye hasta que se alcanza el valor crítico c = 0. Si la masa aumenta
más, el insecto no puede ser suspendido por la tensión superficial. Hallar la
masa crítica del insecto que puede sostenerse en el agua con patas de ese
tamaño.  = 0.073N/m.
a) c = 69.12º
b) 0.0056 gramos
28. En un recién nacido sano, la tensión superficial alveolar al final de la
espiración es de 5dinas/cm y el radio alveolar vale 510-5m. En los niños que
sufren la enfermedad de membrana hialina, la tensión superficial al final de la
espiración es de 25dinas/cm y el radio alveolar 2.510-5m. Calcular el valor de
la presión necesaria para inflar los alvéolos en cada caso.
recién nacido sano = 2102 Pa
recién nacido enfermo = 2103 Pa
29. Un balón de goma se hincha hasta un radio de 0.1m. La presión en el
interior es 1.2105Pa. ¿Cuál es la tensión parietal ?
27466.875 N/m
30. ¿Cuál es la diferencia entre las presiones interior y exterior de una gota de
glicerina de 10-4m de radio? ¿Si la glicerina está en aire, cuál es la presión en
el interior de la gota?
diferencia de presiones = 1262 Pa
presión interior = 102587 Pa