Capítulo 02: Distribución de presiones de un fluido

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.127 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.127 El cilindro de la Figura P2.127 tiene una densidad relativa S < 1 y se encuentra flotando verticalmente en agua (S = 1). Obtenga una expresión para los valores de D/L para los que el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.126 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.126 El bloque de madera (S = 0,6) de la Figura P2.126 flota sobre un fluido X de forma que el 75 por 100 de su volumen está sumergido. Estime la presión de vacío del aire…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.125 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.125 Supongamos que el globo del Problema P2.111 tiene un diámetro de 14 m, se llena a nivel del mar con aire caliente a 70 °C y 1 atm, y se suelta. Si el aire en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.124 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.124 Un globo de 6 ft de diámetro pesa 3,5 lbf. El globo está lleno con hidrógeno a una presión absoluta de 18 lbf/in2 y 60 °F en el momento de soltarse. ¿A qué altura de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.123 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.123 Un globo esférico se llena a nivel del mar con helio. Conjuntamente, el peso del helio y del material del globo es de 500 N. Si la fuerza vertical hacia arriba sobre el globo es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.122 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.122 En la Figura P2.122 se representa un bloque uniforme de acero (S = 7,85) «flotando» en una entrefase aguamercurio. ¿Cuál es la relación entre las distancias a y b en estas condiciones? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.121 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.121 La viga uniforme de la Figura P2.121, de tamaño L por h por b y con un peso específico de ρb g, flota exactamente sobre su diagonal, cuando se lastra mediante una esfera uniforme en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.120 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.120 Una viga uniforme de madera (S = 0,65) mide 10 cm por 10 cm por 3 m y está articulada en A según se muestra en la Figura P2.120. ¿Cuál es el ángulo θ con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.119 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.119 Cuando se coloca un peso de 5 lbf en el extremo de la viga uniforme de madera de la Figura P2.119, la viga se inclina hasta un ángulo θ tal que la esquina superior opuesta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.118 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.118 Una esfera hueca de 14 in de diámetro y 0,16 in de espesor está hecha de acero (S = 7,85). ¿A qué altura flotará la esfera en agua a 20° C? ¿Cuánto peso debe añadirse…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.117 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.117 El globo de la Figura P2.117 está lleno de helio y presurizado a 135 kPa y 20 °C. El material del globo tiene una densidad por unidad de superficie de 85 g/m2 . Estime (a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.115 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.115 La boya tipo mástil de 2 in por 2 in por 12 ft de la Figura P2.113 tiene un lastre de 5 lbm de acero y ha encallado en una roca, como se muestra en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.114 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.114 La barra uniforme de la Figura P2.114 está articulada en el punto B que está al nivel del agua. La barra se encuentra en equilibrio estático en la posición de la figura, cuando se lastra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.113 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.113 Una boya tipo mástil es una barra flotante lastrada para flotar verticalmente y sobresalir del agua según se muestra en la Figura P2.113. Puede usarse para realizar medidas o como baliza. Suponga que la boya…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.112 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.112 El tronco cilíndrico de madera de la Figura P2.112 tiene una longitud de 5 m y está unido al fondo mediante una cuerda. Determine (a) la tensión de la cuerda y (b) la densidad relativa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.111 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.111 Un globo de aire caliente se diseña para que soporte la barquilla, los cables y una persona, lo que corresponde a un peso total de 1300 N. El material del globo tiene una masa de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.110 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.110 Las pelotas de tenis de mesa tienen un diámetro aproximado de 3,81 cm y una masa de 2,6 g. Estime la (pequeña) profundidad a la que una pelota de estas características flotará en agua a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.109 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.109 Un hidrómetro flota a un nivel que es una medida de la densidad relativa del líquido. El vástago tiene un diámetro constante D, y en su parte inferior un peso lo estabiliza para que flote…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.108 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.108 Un trozo de madera de pino amarillo (S = 0,65) tiene una sección cuadrada de 5 cm de lado y una longitud de 2,2 m. ¿Cuántos newtons de plomo (S = 11,4) deberían colgarse de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.107 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.107 Repita el Problema P2.62 suponiendo que el peso de 10.000 lbf es aluminio (S = 2,71) y cuelga sumergido en el agua Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.106 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.106 Un globo esférico de 2,5 m de diámetro está lleno de helio y tiene una masa de 6,7 kg. Si se suelta el globo en la atmósfera estándar, ¿a qué altura se estabilizará? Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.105 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.105 Se dice que Arquímedes descubrió las leyes de la flotación cuando el rey Hiero de Syracusa le ordenó determinar si su corona era de oro puro (S = 19,3). Arquímedes midió que el peso de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.104 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.104 Una lata está flotando en la posición que se muestra en la Figura P2.104. ¿Cuál es su peso en N? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.103 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.103 Un bloque sólido de densidad relativa 0,9 está flotando de forma que el 75 por 100 de su volumen está sumergido en agua y el 25 por 100 restante en un fluido X, situado sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.102 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.102 Un depósito cúbico de 3 × 3 × 3 m contiene estratificados en su interior 1 metro de fluido cuya densidad relativa es S = 1,0, 1 metro de fluido con S = 0,9 y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.101 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.101 Un camión de combustible tiene un depósito de sección transversal aproximadamente elíptica de 3 m de eje mayor horizontal y 2 m de eje menor vertical. Su parte superior está ventilada a la atmósfera. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.100 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.100 El depósito de la Figura P2.100 está lleno con agua presurizada. Calcule la fuerza hidrostática neta sobre la superficie cónica de la superficie ABC. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.99 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.99 Una esfera de 2 ft de diámetro con un peso de 400 lbf cierra un orificio de 1 ft de diámetro del depósito de la Figura P2.99. Calcule la fuerza F requerida para sacar la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.98 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.98 La compuerta ABC de la Figura 2.98 es un cuarto de círculo de 8 ft de anchura. Calcule las fuerzas hidrostáticas vertical y horizontal sobre la compuerta y la línea de acción de la resultante.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.97 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.97 La compuerta AB de la Figura P2.97 tiene forma de tres octavos de círculo, una anchura de 3 m, está articulada en B y se apoya sobre la pared en A. Calcule las fuerzas de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.96 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.96 El panel curvo BC de la Figura P2.96 tiene un arco de 60° y es perpendicular al fondo en el punto C. Si el panel tiene una anchura de 4 m, estime la resultante de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.95 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.95 El cuerpo uniforme A de la Figura P2.95 tiene una anchura b perpendicular al papel y está en equilibrio estático cuando se gira alrededor de la articulación O. ¿Cuál es la densidad relativa del cuerpo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.94 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.94 El tronco (S = 0,80) de la Figura P2.94 tiene un diámetro de 4 ft, una anchura de 8 ft perpendicular al papel y se encuentra reteniendo agua según se muestra en la figura. Calcule…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.93 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.93 Una cáscara con forma de un cuarto de esfera de radio R está sumergida en un líquido de peso específico ρg y profundidad h > R, según se muestra en la Figura P2.93. Determine una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.92 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.92 .Un depósito de agua de 4 m de diámetro está formado por dos semicilindros de 4,5 kN/m cada uno unidos mediante remaches, como se muestra en la Figura P2.92. Si se desprecia el efecto de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.91 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.91 El domo semiesférico de la Figura P2.91 tiene un peso de 30 kN, está lleno de agua y remachado al suelo mediante seis remaches equiespaciados. ¿Cuál es la fuerza necesaria sobre cada remache para mantener…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.90 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.90 El depósito de la Figura P2.90 tiene un orificio de 1 ft de diámetro en su cara superior. El orificio se cierra mediante un tapón cónico de 45°. Si se desprecia el peso del tapón,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.89 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.89 El depósito de la Figura P2.89 contiene benceno y está presurizado de tal forma que la presión manométrica de la bolsa de aire del depósito se encuentra a 200 kPa. Determine la fuerza hidrostática vertical…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.87 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.87 La botella de champagne (S = 0,96) de la Figura P2.87 está presurizada según indica la lectura del manómetro de mercurio. Calcule la fuerza neta sobre la base semiesférica de la botella si tiene un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.86 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.86 La compuerta BC en cuarto de círculo de la Figura P2.86 está articulada en el punto C. Determine la fuerza horizontal P necesaria para mantener la compuerta en equilibrio. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.85 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.85 Calcule las componentes horizontal y vertical de la fuerza hidrostática que se ejerce sobre el panel en cuarto de círculo situado en el fondo del depósito de agua de la Figura P2.85. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.84 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.84 Determine (a) la fuerza hidrostática total sobre la superficie curva AB de la Figura P2.84 y (b) su línea de acción. Desprecie la presión atmosférica y considere que la superficie tiene anchura unidad. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.83 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.83 La compuerta AB de la Figura P2.83 es un cuarto de círculo de 10 ft de anchura articulada en el punto B. Determine la mínima fuerza F que permite mantener abierta la compuerta. Suponga que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.82 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.82 La presa de la Figura P2.82 es un cuarto de círculo de 50 m de anchura. Determine las componentes vertical y horizontal que la fuerza hidrostática ejerce sobre la presa y el punto CP en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.81 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.81 La compuerta AB de la Figura P2.81 tiene una anchura de 7 ft y pesa 3000 lbf cuando está sumergida. La compuerta está articulada en el punto B y se apoya sobre una pared lisa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.80 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.80 En el depósito cerrado de la Figura P2.80 todos los fluidos se encuentran a 20 °C y la bolsa de aire está presurizada. La fuerza hidrostática neta sobre el panel de 30 por 40 cm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.79 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.79 La compuerta ABC de la Figura P2.79 es cuadrada, sus lados miden 1 m y está articulada en el punto B. La compuerta se abrirá automáticamente cuando el nivel del agua h sea suficiente. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.78 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.78 Repita el Problema 2.77 obteniendo una expresión analítica de P en función de h. ¿Existe algo extraño en la solución? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.77 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.77.La compuerta circular ABC de la Figura P2.77 tiene un radio de 1 m y está articulada en el punto B. Calcule la fuerza P mínima para mantener la compuerta cerrada cuando h = 8 m.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P2.76 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P2.76 El panel BC de la Figura P2.76 es circular. Calcule (a) la fuerza hidrostática del agua sobre el panel, (b) su centro de presiones y (c) el momento de esta fuerza alrededor de B. Solución:…