Capítulo 02: Distribución de presiones de un fluido

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.10 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.10 Un cuerpo en flotación será estable si (a) su centro de gravedad está sobre su centro de flotación, (b) su centro de flotación está por debajo de la línea de flotación, (c) su centro de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.9 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.9 Una barra de madera (S = 0,6) de sección cuadrada de 5 cm por 5 cm por 10 m de longitud, flota verticalmente en agua a 20 °C cuando se le colocan 6 kg de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.8 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.8 Un globo de 5 m de diámetro contiene helio a 125 kPa de presión absoluta y 15 °C, y está amarrado en una atmósfera estándar a nivel del mar. Si la constante de los gases…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.7 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.7 Una esfera sólida de 1 m de diámetro flota en la entrefase entre agua (S = 1,0) y mercurio (S = 13,56) de forma que el 40 por 100 está en el agua. ¿Cuál es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.6 En el Problema FE2.5, ¿a qué profundidad por debajo de la superficie está el centro de presiones de la fuerza hidrostática? (a) 4,50 m, (b) 5,46 m, (c) 6,35 m, (d) 5,33 m, (e) 4,96…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.5 Un depósito de agua (S = 1,0) tiene una compuerta en su pared vertical de 5 m de altura y 3 m de anchura. El borde superior de la compuerta está 2 m por debajo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.4 En la Figura FE2.3, si el aceite de la región B tiene una densidad relativa S = 0,8 y la presión absoluta en el punto A es 14 psia, ¿cuál es la presión absoluta en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.3 En la Figura FE2.3, si el aceite de la región B tiene una densidad relativa S = 0,8 y la presión absoluta en el punto A es 1 atm, ¿cuál es la presión absoluta en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.2 En un día estándar a nivel del mar un sensor de presión, amarrado bajo la superficie del océano (S = 1,025), indica una presión absoluta de 1,4 MPa. ¿A qué profundidad se encuentra el instrumento?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE2.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE2.1 Un manómetro localizado en un depósito de nitrógeno presurizado indica una presión manométrica de 28 pulgadas de mercurio. Si la presión atmosférica es 14,4 psia, ¿cuál es la presión absoluta del depósito? (a) 95 kPa,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.8 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.8 Repita el análisis del Problema C2.7 si el vehículo se mueve a velocidad constante sobre una curva. ¿Se inclinará el globo hacia dentro o fuera de la curva? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.7 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.7 Se tiene un globo de helio atado con una cuerda al asiento de un vehículo parado. Las ventanas están cerradas de forma que no hay aire en el interior. El vehículo acelera hacia delante. ¿Hacia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.6 Se tiene un globo de masa m flotando de forma neutral en la atmósfera mientras transporta una persona en una cesta que conjuntamente tienen una masa M > m. Discuta la estabilidad de este sistema…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.5 Un barco, que transporta una carga de acero, queda atrapado mientras navega en un pequeño lago. Los miembros de la tripulación quieren salir de allí pero no son capaces de alcanzar el borde superior de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.4 Se llena un vaso con agua hasta el 80 por 100 aproximadamente y se añade un gran cubo de hielo. Se marca el nivel de agua. El cubo de hielo, que tiene S 5 0,9,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.3 Se dispone de una superficie curva formada por un arco de círculo bidimensional con un ángulo, profundidad y orientación arbitrarios. Demuestre que la fuerza de presión hidrostática resultante sobre esta superficie debe pasar por el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.2 ¿En la atmósfera real es posible que la temperatura aumente con la altura? ¿No implicaría esto que la presión del aire aumentaría hacia arriba? Explique la física de esta situación. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C2.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C2.1 Se dispone de un cono hueco con un orificio de ventilación en su vértice junto con un cilindro también hueco, abierto en su parte superior y con la misma base que el cono. Se llenan…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.159 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.159 El manómetro de tres ramas de la Figura P2.159 está lleno de agua hasta una altura de 20 cm. Todas las ramas son largas y tienen igual diámetro. Si el sistema gira a velocidad angular…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.158 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.158 Se desea hacer el espejo parabólico de un telescopio de 3 m de diámetro hacienda girar vidrio fundido como sólido rígido hasta alcanzar la forma deseada y enfriándolo después. El foco del espejo está a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.157 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.157 El tubo en V a 45° de la Figura P2.157 contiene agua y está abierto en A y cerrado en C. ¿Qué velocidad de rotación uniforme alrededor del eje AB en rpm hará que la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.156 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.156 Suponga que el tubo en U de la Figura P2.151 gira alrededor de su eje DC. Si el fluido es agua a 122 °F y la presión atmosférica absoluta es 2116 lbf/ft2 , ¿a qué…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.155 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.155 ¿A qué velocidad de rotación uniforme alrededor de su eje C en rpm el tubo en U de la Figura P2.155 toma la configuración que se muestra? El fluido empleado es mercurio a 20 °C.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.154 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.154 Una lata muy profunda de 18 cm de diámetro contiene 12 cm de agua bajo 10 cm de aceite SAE 30. Si la lata gira como un sólido rígido alrededor de su eje central a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.153 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.153 Supongamos que el tubo en U de la Figura P2.150 no se traslada sino que gira alrededor de su rama derecha a 95 rpm. ¿Cuál será el nivel h en la rama izquierda si L…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.152 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.152 Un cilindro abierto de 16 cm de diámetro y 27 cm de alto está lleno de agua. Calcule la velocidad de rotación como sólido rígido alrededor de su eje en rpm, para la que (a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.151 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.151 El tubo en U de la Figura P2.151 está abierto por su extremo A y cerrado por D. Si se acelera hacia la derecha con aceleración uniforme ax , ¿qué valor de la aceleración hará…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.150 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.150 Se puede construir un acelerómetro barato, por un precio probablemente justo, mediante un tubo en U como el de la Figura P2.150. Si L = 18 cm y D = 5 mm, ¿cuánto valdrá h…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.149 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.149 La noria de la Figura P2.149 tiene un radio de 6 ft y se emplea para elevar agua mediante sus paletas semicilíndricas de 1 ft de diámetro. Si la noria gira a 10 rpm, y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.148 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.148 Un niño sostiene un globo de helio atado con una cuerda. (a) El niño está quieto y de pronto acelera hacia adelante. En un sistema de referencia que se mueve con el niño, ¿cuál será…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.147 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.147 El depósito de agua de la Figura P2.147 sufre una aceleración uniforme cuando rueda por un plano con 30° de inclinación. Si las ruedas no tienen rozamiento, ¿cuál es el ángulo θ? ¿Puede explicar este…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.146 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.146 El depósito de la Figura P2.146 está lleno de agua y dispone de un orificio de ventilación en A. Dentro del depósito se encuentra un globo de 10 cm de diámetro lleno de helio a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.145 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.145 Un depósito de pescado de 14 in de profundidad por 16 por 27 in tiene que transportarse en un vehículo cuya aceleración puede ser de hasta 6 m/s2 . ¿Cuál es la máxima profundidad de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.144 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.144 Se dispone de un cubo hueco de 22 cm de lado, lleno completamente con agua a 20 °C. La superficie superior del cubo es horizontal. Una de las esquinas superiores, el punto A, tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.143 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.143 El depósito de agua de la Figura P2.143 está lleno y abierto a la atmósfera por el punto A. ¿Para qué acele Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.142 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.142 El depósito de agua de la Figura P2.142 tiene una anchura de 12 cm perpendicular al papel. Si el depósito se acelera como un sólido rígido a 6,0 m/s2 , calcule (a) la profundidad del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.141 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.141 El mismo depósito del Problema 2.139 se mueve con aceleración constante sobre un plano inclinado de 30°, según se muestra en la Figura P2.141. Suponiendo movimiento como sólido rígido, calcule (a) el valor de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.140 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.140 Supongamos que el depósito elíptico de combustible del Problema 2.101 tiene 10 m de longitud y está lleno completamente con gasóleo (ρ = 890 kg/m3 ). El depósito es empujado sobre una carretera horizontal. Considerando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.139 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.139 El depósito de líquido de la Figura P2.139 acelera hacia la derecha con su fluido moviéndose como un sólido rígido. (a) Calcule ax en m/s2 . (b) ¿Por qué la solución del apartado (a) no…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.138 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.138 .Un vaso de 12 fl-oz, de 3 in de diámetro, parcialmente lleno de agua, se coloca en el borde de un tiovivo de 8 ft de diámetro, que gira a 12 rpm. ¿Cuánto se puede…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.137 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.137 Un depósito de agua de 4 m de profundidad está sometido a una aceleración vertical constante az hacia arriba. Determine (a) la presión manométrica en el fondo del depósito si az = 5 m/s2 y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.136 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.136 Un cilindro circular uniforme, de longitud L, radio R y densidad relativa S = 0,5 está flotando en agua (S = 1). Demuestre que el cuerpo será estable sobre su eje horizontal si L/R >…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.135 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.135 Un cilindro circular uniforme, de longitud L, radio R y densidad relativa S está flotando en agua (S = 1). Demuestre que el cuerpo será estable con su eje vertical si R L > […

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.134 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.134 Cuando un triángulo equilátero (S = 0,9) flota en agua (S = 1,0) puede adoptar una de las dos posiciones de la Figura P2.134. ¿Cuál es la posición más estable? Suponga que la anchura del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.133 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.133 Un cono circular de densidad relativa S < 1 está flotando en agua (S = 1) con su vértice hacia abajo. El radio de su base es R y la altura del cono H. Calcule…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.132 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.132 Un cono circular sólido tiene S = 0,99 y flota verticalmente según se muestra en la Figura P2.132. ¿Es estable el cono en esa posición? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.131 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.131 Una gabarra tiene 15 ft de anchura y 40 ft de longitud y flota con un calado de 4 ft. Se llena con grava hasta que su centro de gravedad se sitúa 2 ft por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.130 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.130 Considere un cilindro de madera (S = 0,6) de 1 m de diámetro y 0,8 m de longitud. ¿Sería estable si se dejara flotando en aceite (S = 0,8) con su eje vertical? Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.129 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.129 El iceberg idealizado del Problema 2.128 se puede hacer inestable si sus caras se derriten y su altura acaba por exceder su anchura. Suponga que en la Figura P2.128 la altura es L, la anchura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.128 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.128 Un iceberg se puede idealizar como un cubo de lado L como el de la Figura P2.128. Si se considera que el agua del mar tiene S = 1,0, entonces el agua de los glaciares…