Capítulo 03. Presión y estática de fluidos

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-153 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-153 Se debe determinar el volumen de una roca sin usar algún aparato de medición del volumen. Explique cómo podría hacerlo con una balanza impermeable de resorte. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-152 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-152 Se diseñarán zapatos para permitir que gente hasta de 80 kg, sean capaces de caminar sobre la superficie de agua dulce o de mar. Los zapatos se fabricarán de plástico soplado con la forma de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-151 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-151 Un recipiente cilíndrico cuyo peso es de 79 N está invertido y metido hacia el agua, como se muestra en la figura P3-151. Determine la diferencia de alturas h del manómetro y la fuerza F…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-150 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-150 La densidad promedio de los témpanos es alrededor de 917 kg/m3. a) Determine el porcentaje del volumen total de un témpano sumergido en agua de mar de densidad 1 042 kg/m3. b) Aun cuando los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-149 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-149 Vuelva a considerar el problema 3-148. Use el software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto de la presión del aire que está arriba del agua sobre la fuerza…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-148 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-148 Un globo elástico de aire con un diámetro de 30 cm se sujeta a la base de un recipiente parcialmente lleno con agua a 4°C, como se muestra en la figura P3-148. Si la presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-147 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-147 Vuelva a considerar el problema 3-146. Use el software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto de la aceleración sobre la pendiente de la superficie libre del agua en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-146 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-146 Un tanque de 5 m de largo y 4 m de alto contiene agua hasta una profundidad de 2.5 m, cuando no está en movimiento y está abierto a la atmósfera a través de un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-145 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-145 Un cilindro vertical de 1 m de diámetro y 2 m de alto está lleno con gasolina cuya densidad es 740 kg/m3. Ahora se hace girar el tanque alrededor de su eje vertical a razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-144 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-144 Un tubo en U contiene agua en la rama derecha y otro líquido en la izquierda. Se observa que cuando el tubo gira a 30 rpm alrededor de un eje que está a 15 cm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-143 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-143 El agua en un depósito de 25 m de profundidad se mantiene en el interior por medio de un muro de 150 m de ancho cuya sección transversal es un triángulo equilátero, como se muestra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-142 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-142 Un domo hemisférico de 50 ton y 6 m de diámetro colocado sobre una superficie horizontal está lleno con agua, como se muestra en la figura P3-142. Alguien afirma que puede levantar este domo aplicando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-141I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-141I Se construirá un túnel semicircular de 30 ft de diámetro debajo de un lago de 150 ft de profundidad y 800 ft de largo, como se muestra en la figura P3-141I. Determine la fuerza hidrostática…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-140 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-140 Repita el problema 3-139 para una altura total del agua de 2 m. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-139 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-139 Una compuerta rectangular de 3 m de alto y 6 m de ancho está articulada en el borde superior en A y está restringida mediante un reborde en B. Determine la fuerza hidrostática ejercida sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-138 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-138 Repita el problema 3-137 con una altura del agua de 1.2 m por arriba de la articulación en B. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-137 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-137 Una compuerta rectangular de 200 kg y 5 m de ancho, que se muestra en la figura P3-137, está articulada en B y se apoya contra el piso en A, formando un ángulo de 45°…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-136 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-136 Se puede determinar la densidad de un cuerpo flotante con amarrarle pesos a éste hasta que él y los pesos se sumerjan por completo y, después, pesarlos por separado en el aire. Considere un tronco…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-135 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-135 Se conectan entre sí una tubería de aceite y un tanque rígido de aire mediante un manómetro, como se muestra en la figura P3-135. Si el tanque contiene 15 kg de aire a 80°C, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-134 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-134 Un sistema se equipa con dos manómetros de carátula y uno de tubo en U, como se muestra en la figura P3-134. Para h
8 cm, determine la diferencia de presión P
P2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-133 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-133 Los transductores de presión son de uso común para medir la presión cuando se generan señales analógicas por lo general en el rango de 4 mA hasta 20 mA, o 0 V-cd hasta 10 Vcd,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-132 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-132 La variación de la presión con la densidad en una capa gruesa de gas se da por P
Crn, donde C y n son constantes.Note que el cambio de la presión de uno a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-131 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-131 Se sabe que la temperatura de la atmósfera varía con la altitud. Por ejemplo, en la troposfera, la cual se extiende hasta una altitud de 11 km, se puede obtener una aproximación de la variación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-130 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-130 Repita el problema 3-129 tomando en consideración la expansión térmica del agua, conforme se calienta de 20°C hasta la temperatura de ebullición de 100°C. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-129 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-129 Se usa una tetera de agua con una tetera pequeña para té en su parte superior, para preparar té, como se muestra en la figura P3-129. La tetera pequeña para té puede bloquear parcialmente el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-128 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-128 Considere un tubo en U lleno con mercurio, excepto la parte de 18 cm de alto de arriba, como se muestra en la figura P3-128. El diámetro de la rama derecha del tubo es D =…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-127 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-127 Se mide la presión del agua que fluye por un tubo mediante la disposición que se muestra en la figura P3-127. Para los valores dados, calcule la presión en el tubo. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-126I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-126I Se conecta un tubo de agua a un manómetro de U doble, como se muestra en la figura P3-126I, en un lugar donde la presión atmosférica local es de 14.2 psia. Determine la presión absoluta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-125 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-125 Repita el problema 3-124 para una lectura de presión manométrica de 240 kPa. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-124 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-124 Se conecta una línea de gasolina a un manómetro de carátula a través de un manómetro de U doble, como se muestra en la figura P3-124. Si la lectura del manómetro de carátula es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-123 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-123 Las infusiones intravenosas suelen impulsarse por gravedad cuando se cuelga la botella de fluido a una altura suficiente para contrarrestar la presión sanguínea en la vena y forzar ese fluido hacia el interior del cuerpo.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-122I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-122I I Considere un tubo en U cuyas ramas están abiertas a la atmósfera. Ahora, se vierten volúmenes iguales de agua y de aceite ligero (r
49.3 lbm/ft3) en ramas diferentes. Una persona sopla por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-121 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-121 Cuando se miden las pequeñas diferencias en la presión con un manómetro, con frecuencia se inclina una de sus ramas con el fin de mejorar la exactitud de la lectura. (La diferencia de presión todavía…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-120 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-120 Se encuentra un valor aproximado de la presión atmosférica promedio sobre la Tierra, como una función de la altitud, por la relación Patm
101.325 (1  0.02256z)5.256, donde Patm es la presión atmosférica en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-119 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-119 Se sujeta un tubo de vidrio a un tubo de agua, como se muestra en la figura P3-119. Si la presión del agua en el fondo del tubo es de 115 kPa y la presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-118 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-118 Una olla de presión cuece un alimento más rápido que una cacerola común ya que mantiene en su interior una presión y una temperatura más elevadas. La tapa de una de estas ollas está bien…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-117 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-117 Un dispositivo de cilindro y émbolo, en posición vertical y sin fricción, contiene un gas a 500 kPa. La presión atmosférica en el exterior es de 100 kPa y el área del pistón es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-116 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-116 La mitad inferior de un recipiente cilíndrico de 10 m de alto está llena con agua (r
1000 kg/m3) y la superior con aceite que tiene una gravedad específica de 0.85. Determine la diferencia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-115 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-115 Se puede usar el barómetro básico como un aparato para medir la altitud en los aviones. El control de tierra informa de una lectura barométrica de 753 mm Hg, en tanto que la lectura del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-114I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-114I La presión en una caldera de vapor se da como 75 kgf/cm2. Exprese esta presión en psi, kPa, atm y bars. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-113 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-113 Determine la cantidad máxima de carga, en kg, que puede transportar el globo descrito en el problema 3-111. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-112 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-112 Vuelva a considerar el problema 3-111. Use el software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto del número de personas transportadas por el globo sobre la aceleración. Trace la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-111 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-111 A menudo los globos se llenan con gas helio porque pesa sólo alrededor de un séptimo de lo que pesa el aire en condiciones idénticas. La fuerza de flotación, la cual se puede expresar como…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-110 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-110 Un sistema de aire acondicionado exige que se tienda una sección de 20 m de largo de ducto de 15 cm de diámetro bajo del agua. Determine la fuerza ascendente que el agua ejercerá sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-109 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-109 Un tanque cilíndrico, de 3 m de diámetro y 7 m de largo, está lleno con agua. Un camión jala del tanque sobre una carretera horizontal estando horizontal el eje de 7 m de largo.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-108I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-108I Un tanque de 8 ft de largo, abierto a la atmósfera, inicialmente contiene agua hasta una altura de 3 ft. Un camión lo remolca sobre una carretera horizontal. El conductor aplica los frenos y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-107I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-107I Un camión remolca un tanque rectangular de 20 ft de largo y 8 ft de alto, que está abierto a la atmósfera, sobre una carretera horizontal. El tanque está lleno con agua hasta una profundidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-106 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-106 Vuelva a considerar el problema 3-105. Use el software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) investigue el efecto de la velocidad de rotación sobre la diferencia de presiones entre el centro y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-105 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-105 Un cilindro vertical sellado, de 1.2 m de diámetro y 3 m de alto, está lleno con gasolina cuya densidad es de 740 kg/m3. Ahora se hace girar el tanque alrededor de su eje vertical…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 3-104 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 3-104 Las distancias entre los centros de dos ramas de un tubo en U abierto a la atmósfera es de 25 cm y el tubo contiene alcohol hasta una altura de 20 cm en ambas ramas.…