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Ejercicios de Mecánica de Fluidos: Introducción al SI y Propiedades de los Fluidos, Ejercicios de Mecánica de Fluidos

Para que puedan entender mejor

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 13/02/2021

eduardo-diaz-46
eduardo-diaz-46 🇸🇻

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UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
MATERIA:
Mecánica de Fluidos
CATEDRÁTICO:
Ing. Ulises Edgardo Mendoza Delgado
TEMA:
Presentación de trabajo investigativo
GRUPO:
B2CP04
ESTUDIANTES:
Carlos Eduardo Díaz Aranda
FECHA DE INICIO
Lunes 18 de enero de 2021
FECHA DE ENTREGA
Domingo 24 de enero de 2021
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¡Descarga Ejercicios de Mecánica de Fluidos: Introducción al SI y Propiedades de los Fluidos y más Ejercicios en PDF de Mecánica de Fluidos solo en Docsity!

UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

MATERIA:

Mecánica de Fluidos

CATEDRÁTICO:

Ing. Ulises Edgardo Mendoza Delgado

TEMA:

Presentación de trabajo investigativo

GRUPO:

B2CP

ESTUDIANTES:

Carlos Eduardo Díaz Aranda

FECHA DE INICIO

Lunes 18 de enero de 2021

FECHA DE ENTREGA

Domingo 24 de enero de 2021

Indicación: Con el propósito de promover la investigación bibliográfica de los temas vistos,

investigue sobre el siguiente tema:

Gravedad específica en grados Baumé o grados API

Guía de Ejercicios – Introducción al SI:

Ejercicio 1: Se cree que la edad del Universo es de aproximadamente 14 mil millones de años.

escriba esta cantidad en potencias de 10 en a) años, b) segundos.

a) 14 , 000 , 000 , 000 = 1 , 4 𝑥 10

10

años

b) 14 , 000 , 000 , 000 𝑎ñ𝑜 𝑥

86400 𝑠

1 𝑑í𝑎

365 𝑑í𝑎

1 𝑎ñ𝑜

17

Ejercicio 2: Escriba los números siguientes en notación de potencias de 10: a) 1.156, b) 21.8, c)

0.0068, d) 27.635, e) 0.219 y f) 444.

a) 1. 156 = 11. 56 x 10

− 1

b) 21. 8 = 2. 18 x 10

1

c) 0. 0068 = 6. 8 x 10

− 3

d) 27. 635 = 2. 7635 x 10

1

e) 0. 219 = 2. 19 x 10

− 1

f) 444. = 4. 44 x 10

2

Ejercicio 6: Escriba los siguientes como números (decimales) completos con unidades estándar:

a) 286.6 mm, b) 85 mV, c) 760 mg, d) 60.0 ps, e) 22.5 fm, f) 2.50 gigavolts.

a) 286. 6 mm ∗

1 𝑚

1 , 000 𝑚𝑚

b) 85 mV ∗

1 𝑉

1 𝑥 10

6

𝑚𝑉

− 5

c) 760 mg ∗

1 𝑔

1 , 000 𝑚𝑔

d) 60. 0 ps ∗

1 𝑠

1 𝑥 10

12

𝑝𝑠

− 11

e) 22. 5 fm ∗

1 𝑚

1 𝑥 10

15

𝑓𝑚

− 14

f) 2. 50 gigavolts ∗

1 𝑉

1 𝑥 10

− 9

𝑔𝑖𝑔𝑎𝑣𝑜𝑙𝑡𝑠

9

Ejercicio 7: Exprese lo siguiente con el uso de prefijos del Sistema Internacional (SI) a) 1 x

6

volts, b) 2 x 10

− 6

metros, c) 6 x 10

3

días, d) 18 x 10

2

dólares y e) 8 x 10

− 9

piezas.

a) 1 x 10

6

volts = 1 , 000 , 000 𝑣 (𝑚𝑒𝑔𝑎)

b) 2 x 10

− 6

metros = 0. 000002 𝑚 (𝑚𝑖𝑙𝑖)

c) 6 x 10

3

días = 600 𝑑í𝑎𝑠 (𝑘𝑖𝑙𝑜)

d) 18 x 10

2

dólares = 1 , 800 𝑑ó𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠 (ℎ𝑒𝑐𝑡𝑜)

e) 8 x 10

− 9

piezas. = 0. 000000008 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎𝑠 (nano)

Ejercicio 8: Compare tres unidades SI: milímetro, kilogramo y microsegundo. ¿Cuál es la

mayor?

a) milímetro

b) kilogramo

c) microsegundo

d) Las unidades no son comparables.

Ejercicio 9: ¿Cuál es el número de átomos de carbono en 0,5 nanomoles de carbono? Un mol

contiene 6.02 x 10

23

átomos.

a) 3.2 x 10

14

átomos

b) 3.19 x 10

14

átomos

c) 3 x 10

14

átomos

d) 3.2 x 10

17

átomos

e) 3.19 x 10

17

átomos

f) 3 x 10

17

átomos

Ejercicio 10: Dada la ecuación w = xyz, y x = 1.1 x 10

3

, y = 2.48 x 10

− 2

, y z = 6.0, ¿Cuál es el

valor de w, utilizando los prefijos del SI?

𝑤 = xyz

𝑤 = ( 1. 1 x 10

3

)( 2. 48 x 10

− 2

− 2

0.5 nM → 5 x 10

− 10

mol

mol = 5 x 10

− 10

mol

1 𝑚𝑜𝑙

  1. 02 𝑥 10²³ á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠

=

5 x 10

− 10

mol

𝑥

𝑥 =

( 5 x 10

− 10

mol)( 6. 02 𝑥 10

23

á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠)

1 𝑚𝑜𝑙

𝑥 = 3 𝑥 10

14

á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠

Ejercicio 4: Un cilindro hidráulico debe ser capaz de aplicar una fuerza de 8700 Ib. El diámetro

del embolo es de 1.50 pulg. Calcule la presión que requiere el aceite.

Fuerza = F = 8,700 Lbf

Diámetro = 1.50 pulg

Presión = P =?

Entonces:

2

Ejercicio 5: Un recipiente para almacenar gasolina (sg = 0.68) es un cilindro vertical de 30 pies

de diámetro. Si se llena a una profundidad de 22 pies, calcule el número de galones que hay en el

tanque y el peso de la gasolina.

Solución:

Número de galones: 10,574.6 gal ≈ 10. 57 x 10

3

Peso de la gasolina: 6.59 x 10

5

Desarrollo:

Partiendo del volumen de un cilindro: V = π × R² × h

V = π × (15ft) ² × 22 ft = 15,550.88 ft³ (Volumen de la gasolina)

Entonces la masa de la gasolina es:

0.68 gal/ft³ × 15,550.88 ft³ = 10,574.6 gal (peso específico por volumen)

Ahora bien, el peso de la gasolina es:

0.68 * 62.4 lb/ ft³ *15,550.88 ft³ = 6.59 x 10

5

𝑙𝑏 (masa por gravedad)

Ejercicio 6: Una botella tiene una masa de 35.00 g cuando está vacía y de 98.44 g cuando está

llena con agua. Cuando está llena con otro fluido, la masa es de 89.22 g. ¿Cuál es la gravedad

específica de este otro fluido?

La gravedad especifica es sg, su fórmula es:

sg = ρ fluido / ρ agua

masa del fluido = 89.22 g - 35.00 g = 5 4. 22 g

masa de agua = 98.44 g - 35.00g = 63.44 g

sg = ρ fluido / ρ agua

sg = (m fluido / Vbotella) / (m agua / V botella)

Se elimina el volumen de la botella, porque es igual:

sg = m fluido / m agua

sg = 53.78 g / 63.44 g = 0. 847 (Gravedad específica)

Ejercicio 7: Si 6 m3 de un aceite pesan 5080 kg, calcular su peso específico γ, la densidad ρ y la

gravedad especifica.

3

3

3

2

3

3

3

Ejercicio 10: El amoniaco líquido tiene una gravedad especifica de 0.826. Calcule el volumen en

cm3 que tendría un peso de 5.0 Lb.

3

3

− 3

3

− 3

3

3

3

3

3

Ejercicio 11: El volumen de un cubo es de 0.00018 m3. Si la gravedad especifica de dicho cubo

es de 1.76, ¿cuál es su peso?

− 4

3

3

3

3

− 4

3

𝑃𝑒𝑠𝑜 = mg = 0. 316 𝑘𝑔 ∗ 9. 8

2

Ejercicio 12: El aceite contenido en un depósito tiene una masa de 825 kg, si dicho deposito tiene

un volumen de 0.917 m3, calcule la densidad, el peso específico y la gravedad especifica del

aceite.

Ejercicio 13: El amoniaco liquido tiene una gravedad especifica de 0.826. Calcule el volumen en

cm3 que tendría un peso de 5.0 Ib. Resp. 2745 cm

3

3

− 3

3

− 3

3

3

3

3

3

3

3

3

2

3

3

3

Nota: El ejercicio 10

y 13 se repiten

Guía de Ejercicios – Temperatura:

Ejercicio 1: La siguiente tabla proporciona una serie de temperaturas, calcular las temperaturas

en las diferentes ciudades a las escalas solicitadas:

Paris

K = R ∗ 5 / 9 → K = 491. 7 ∗

→ K = 273. 17

°C = (°R − 491. 67 ) × 5 / 9 → °C = ( 491. 7 − 491. 67 ) × 5 / 9 → °C = 0. 02

Londres

°𝐹 = (𝐾 − 273. 15 ) × 9 / 5 + 32 → °𝐹 = ( 283. 3 − 273. 15 ) × 9 / 5 + 32 → °𝐹 = 50. 27

Jerusalén

𝐾 = (°𝐹 − 32 ) × 5 / 9 + 273. 15 → 𝐾 = ( 62. 3 − 32 ) × 5 / 9 + 273. 15 → 𝐾 = 289. 98

°𝐶 = (°𝐹 − 32 ) × 5 / 9 → °𝐶 = ( 62. 3 − 32 ) × 5 / 9 → °𝐶 = 16. 83

San Miguel

°𝑅 = °𝐶 ×

+ 491. 67 → °𝑅 = 38. 5 ×

°𝐹 = (°𝐶 × 9 / 5 ) + 32 → °𝐹 = ( 38. 5 × 9 / 5 ) + 32 → °𝐹 = 101. 3

0.02 32.03 273.

16.83 289.

Guía de Ejercicios – Viscosidad:

Ejercicio 1: Un bloque solido con peso de 180 lb con área superficial plana de 2 ft2 se desliza

hacia abajo sobre un plano inclinado lubricado que forma un ángulo de 25° con la horizontal.

Para una viscosidad de 2 poises (p) y velocidad del cuerpo de 2.55 ft/s, determine el espesor “h”

de la película lubricante.

Nota: En el sistema Internacional (SI) la unidad de viscosidad dinámica es el Pascal. Segundo; y

en el sistema CGS la unidad de viscosidad dinámica utilizada es el poise.

Solución:

Tenemos que:

Ahora:

Luego:

− 5

2

− 5

2

Por tanto, la ecuación de la línea es

Convertimos 3 cm a m, ya que la constante "𝑎" representa la pendiente

Dividimos por la velocidad

Y por último el esfuerzo tangencial sería

→ 𝜏 = ( 1. 88 x 10

− 3

Kgf. s

Kgf

− 2

Kgf

Ejercicio 3: Una placa situada a 0.5 mm de una placa fija se mueve a 0.27 m/s y requiere una

fuerza por unidad de área de 2.7 Pa (N/m2) para mantener esta velocidad. Determínese la

viscosidad dinámica de la sustancia entre las dos placas en unidades del SI.

Solución:

− 4

2

2

2

2

− 4

− 3

2

− 3

Ejercicio 4: Un fluido tiene una viscosidad dinámica de 0.05 Poise y una SG 0.85. Determine la

viscosidad dinámica en Pascales x seg, su viscosidad cinemática en unidades del S.I y en Stokes

(sistema CGS).

  1. La viscosidad dinámica en Pascales x seg

− 3

  1. La viscosidad cinemática en unidades del S.I

2

− 4

2

  1. La viscosidad cinemática en Stokes (sistema CGS).

𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

3

𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

3

− 4

2

3

− 7

− 7

2

− 6

− 6

2

3