Capítulo 07: Flujo alrededor de cuerpos

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA D7.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. D7.1.Se desea diseñar un anemómetro para medir la velocidad del viento, similar al representado en la Figura P7.91, con un método más sofisticado que el «par medio» empleado en el Problema P7.91. El diseño deberá proporcionar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE7.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. PE7.5.Repita el Problema P7.111 calculando una solución numérica detallada de la trayectoria de la pelota. Emplee la Figura P7.108 para la sustentación y la resistencia. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE7.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. PE7.4.Considere un péndulo con una forma poco usual: un tazón semiesférico de diámetro D cuyos ejes están en el plano de oscilación, como se muestra en la Figura PE7.4. Desprecie la masa y la resistencia de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE7.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE7.3.Una nueva pizzería está a punto de abrir. Por supuesto, ofrece reparto gratuito a domicilio en un pequeño coche con un enorme letrero. El letrero (una placa plana) tiene 1,5 ft de altura y 5 ft…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE7.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE7.2.Entre las placas paralelas de un cambiador de calor, separadas 10 cm, fluye aire a 20 °C, 1 atm y Vmedia = 5m/s, como se muestra en la Figura PE7.2. Se propone añadir un determinado número…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE7.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. PE7.1.Jane quiere estimar su coeficiente de resistencia en bicicleta. Calcula que su área frontal es de 0,40 m2 y que la resistencia de rodadura es de 0,80 N · s/m. La masa de la bicicleta es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.10 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.10.Para las condiciones de vuelo del avión del Problema FE7.9, ¿cuál es aproximadamente el coeficiente de sustentación? (a) 0,1, (b) 0,2, (c) 0,3, (d) 0,4, (e) 0,5 Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.9 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.9.Una aeronave tiene una masa de 19.500 kg, una envergadura de 20 m y una cuerda media de 3 m. Cuando vuela en aire con densidad 0,5 kg/m3 , sus motores proporcionan un empuje de 12…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.8 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.8..Una partícula de polvo de densidad 2600 kg/m3 , suficientemente pequeña para satisfacer la ley de Stokes para la resistencia, precipita a 1,5 mm/s en aire a 20 °C y 1 atm. ¿Cuál es su diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.7 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. FE7.7.Considere viento a 20 °C y 1 atm soplando contra una chimenea de 30 m de altura y 80 cm de diámetro. Si la chimenea se fractura con un momento flector en la base de 486…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.6.Alrededor de un mástil de bandera de 18 m de altura y 20 cm de diámetro fluye aire a 20 °C y 1 atm con una velocidad de 75 km/h. El coeficiente de resistencia, Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.5.En el Problema FE7.4, con las mismas condiciones del flujo, ¿cuál es el esfuerzo de cortadura en la pared en x = 60 cm desde el borde de ataque? (a) 0,053 Pa, (b) 0,11 Pa, (c)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.4.Para un flujo de aire en condiciones estándar a nivel del mar a 4 m/s, paralelo a una placa plana delgada, estime el espesor de la capa límite en x = 60 cm desde el borde…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.3.Si, en el Problema FE7.1, el coeficiente de resistencia basado en el área frontal es 0,5, ¿a qué velocidad límite caería una esfera de aluminio (S = 2,7) en agua en reposo? (a) 2,3 m/s, (b)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.2.Si, en el Problema FE7.1, el coeficiente de resistencia basado en el área frontal es 0,5, ¿cuál es la fuerza de resistencia sobre la esfera? (a) 17 N, (b) 51 N, (c) 102 N, (d) 130…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA FE7.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. FE7.1.Una esfera lisa de 12 cm de diámetro está inmersa en una corriente de agua a 20 °C moviéndose a 6 m/s. El número de Reynolds apropiado para esta esfera es (a) 2,3 × 105 ,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.12 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.12.Explique con palabras por qué una pelota lanzada girando sobre sí misma sigue una trayectoria curva. Proporcione razonamientos físicos que justifiquen la presencia de una fuerza lateral además de la resistencia. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.11 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.11.El cilindro de la Figura 7.13 es simétrico y, por lo tanto, no debería tener sustentación. Aun así, una medida de la sustentación revelaría un valor medio cuadrático no nulo de la sustentación. ¿Puede explicar este…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.10 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.10.¿Cómo se relaciona el concepto de ir al rebufo en carreras de coches y ciclismo con las materias estudiadas en este capítulo? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.9 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.9.Para propulsar un avión hacia delante con una velocidad finita necesitamos empuje. ¿Por qué este movimiento implica una pérdida de energía? Explique los conceptos de empuje y resistencia en términos de la primera ley de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.8 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.8.En la Tabla 7.3, el coeficiente de resistencia de un abeto disminuye bruscamente al aumentar la velocidad del viento. ¿Por qué? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.7 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.7.La resistencia de un perfil (Figura 7.12) aumenta considerablemente si se da la vuelta al perfil, poniendo el borde de salida afilado de cara a la corriente. ¿Puede explicar este fenómeno? Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.6.¿Qué es un gradiente de presión favorable? Proporcione tres ejemplos de flujos en los que se encuentre este fenómeno. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.5.¿Qué es un gradiente de presión adverso? Proporcione tres ejemplos de flujos en los que se encuentre este fenómeno. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.4.Describa, empleando palabras, las ideas básicas detrás de la «aproximación de capa límite.». Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN ¿Te sirvió…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.3.Sin escribir ninguna ecuación, explique el concepto de espesor de desplazamiento de la capa límite. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.2.En el Capítulo 6 el número de Reynolds de transición en tuberías era del orden de Retrans 5 2300, mientras que para una placa plana Retrans 5 1 × 106 , unos tres órdenes de magnitud…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C7.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. C7.1.¿Cómo reconocería una capa límite? Cite algunas propiedades físicas y algunas mediciones que revelen las características apropiadas. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.125 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.125.En 2001 una aeronave comercial sufrió una pérdida total de potencia mientras volaba a 33.000 ft sobre el Océano Atlántico, a unas 60 millas de las islas Azores. Los pilotos, con una destreza admirable, hicieron planear…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.124 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.124.El abejorro, batiendo sus alas, puede mantenerse quieto en el aire. Usando los datos del Problema P7.123, desarrolle una teoría para alas batientes en la que el movimiento hacia abajo del ala se asemeje a una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.123 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.123.Antes de la guerra existía la controversia, quizás apócrifa, de si el abejorro tenía legítimo derecho a volar, aerodinámicamente hablando. El abejorro medio (Bombus terrestris) pesa 0,88 g, con una envergadura de 1,73 cm y una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.122 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.122..Un barco de masa 2500 kg tiene dos hidroalas, cada una con una cuerda de 30 cm y una envergadura de 1,5 m, con CL,máx = 1,2 y CD’ = 0,08. Sus motores proporcionan 130 kW.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.121 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.121.En un vuelo en planeo (sin potencia), la sustentación y la resistencia están en equilibrio con el peso. Demuestre que si no hay viento, la aeronave desciende con un ángulo de planeo:Para un planeador de masa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.120 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.120.Demuestre que si las Ecuaciones (7.70) y (7.71) son válidas, la eficiencia aerodinámica máxima (cociente entre sustentación y resistencia) se obtiene cuando CD = 2CD’. Determine el (L/D)máx y α para un ala simétrica cuando Λ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.119 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.119.Una aeronave tiene una masa de 5000 kg, un empuje máximo de 7000 N y un ala con forma en planta rectangular y alargamiento 6,0. El avión despega a nivel del mar con un flap de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.118 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.118..Suponga que la aeronave del Problema P7.116 está equipada con los mejores dispositivos hipersustentadores de la Figura 7.28. ¿Cuál sería la menor velocidad de entrada en pérdida, expresada en mi/h? Estime la distancia de frenado si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.117 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.117.Suponga que el avión del Problema P7.116 despega a nivel del mar sin ayuda de flaps, con CL constante y una velocidad de despegue de 100 mi/h. Estime la carrera de despegue si el empuje aplicado…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.115 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.115.El avión ejecutivo Cessna Citation pesa 67 kN y tiene una superficie alar de 32 m2 . Su crucero se realiza a 10 km de altura estándar, con un coeficiente de sustentación de 0,21 y un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.114 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.114.Suponga que el coche del Problema P7.113 se sitúa en la cima de una colina con una pendiente del 10 por 100, y se deja caer en punto murto sin frenos. ¿Qué velocidad, en km/h, tendrá…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.113 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.113.Un automóvil tiene una masa de 1000 kg y un CDA = 0,7 m2 . La resistencia de rodadura es de 70 N y es aproximadamente constante. El coche viaja en punto muerto sin aplicar frenos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.112 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.112.En el interior de un túnel de viento tenemos una esfera lisa de madera (S = 0,65) unida a una bisagra por una barra delgada y rígida, como se muestra en la Figura P7.112. La esfera…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.111 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.111.Una pelota de ping-pong tiene una masa de 2,6 g y un diámetro de 3,81 cm. Es golpeada horizontalmente con una velocidad inicial de 20 m/s a 50 cm de la mesa, como se muestra en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.110 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.110.Un lanzador de béisbol lanza una pelota curva con una velocidad inicial de 65 mi/h y una rotación alrededor de su eje vertical de 6500 rpm. La pelota pesa 0,32 lbf y tiene un diámetro de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.109 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.109.Repita el Problema P7.108 si la pelota es golpeada con efecto cortado (parte delantera de la pelota moviéndose hacia arriba). Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.108 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.108.En la Figura P7.108 se presentan la sustentación y la resistencia de una esfera girando, Referencia 45. Supongamos que una pelota de tenis (W 5 0,56 N, D 5 6,35 cm) es golpeada a nivel del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.107 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.107.Repita el Problema P7.106 para una bala de acero de 9 mm (W 5 0,07 N) que tiene la forma del cuerpo de revolución de la Figura 7.20. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.106 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.106.Una esfera lisa de acero de 1 cm de diámetro (W 5 0,04 N) es disparada verticalmente a nivel del mar, con velocidad inicial supersónica V0 = 1000 m/s. Su coeficiente de resistencia viene dado por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.105 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.105.Un barco con una longitud de 50 m y una superficie mojada de 800 m2 tiene el casco con la forma ensayada en la Figura 7.19, sin protuberancias en proa ni popa. La potencia propulsiva disponible…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.104 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.104.Suponga que el camión del Problema P7.100 está sin deflector, sin potencia y sin frenos, moviéndose en punto muerto en una carretera a nivel del mar. La velocidad inicial es de 65 mi/h. Calcule, bien en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P7.103 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 1 EDICIÓN. P7.103.Una barra pesada articulada en A e introducida en una corriente uniforme colgará con un ángulo de Pode θ, nombre debido a un análisis de L. Pode en 1951 (Figura P7.103). Suponga que el cilindro tiene…