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ejercicios de fluidos ucci, Apuntes de Física

ejercicios de fluidos ucci asd

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 17/11/2021

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antony-rupay 🇵🇪

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Problema
Los líquidos del manómetro de tubo abierto de la figura es Agua
(ρ=1000 kg/m3), mercurio (ρ= 13600 kg/m3) y aceite de oliva
(ρ=920 kg/m3). a) ¿Qué altura tiene el aceite de oliva?;
Datos
ρa=1000 kg/m3
ρhg= 13600 kg/m3
ρac=920 kg/m3
SOLUCIÓN
ESTRATEGIA.
Usamos el hecho que en
un mismo líquido a una
misma altura las
presiones son iguales.
Elegimos una línea de
igual presión o isóbara y
formamos la ecuación.
MÉTODO 1
pf3
pf4
pf5

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Problema

Los líquidos del manómetro de tubo abierto de la figura es Agua

(ρ=1000 kg/m3), mercurio (ρ= 13600 kg/m

3

) y aceite de oliva

(ρ=920 kg/m

3

). a) ¿Qué altura tiene el aceite de oliva?;

Datos ρa=1000 kg/m 3 ρhg= 13600 kg/m^3 ρac=920 kg/m 3

SOLUCIÓN

ESTRATEGIA. Usamos el hecho que en un mismo líquido a una misma altura las presiones son iguales. Elegimos una línea de igual presión o isóbara y formamos la ecuación.

MÉTODO 1

Ambos brazos son abiertos a la atmósfera, por lo que sufren la acción de la presión atmosférica. Patm Patm A una misma altura las presiones son iguales Para cada término P, escribimos

Reemplazamos :

P agua =P Hg derecho +P aceite A B P atm + P agua = Datos ρa=1000 kg/m^3 ρhg= 13600 kg/m 3 ρac=920 kg/m^3

SOLUCIÓN MÉTODO 2

A una misma altura las presiones son iguales Datos ρa=1000 kg/m 3 ρhg= 13600 kg/m^3 ρac=920 kg/m 3 ESTRATEGIA. Usamos el método de la trayectoria, esta consiste en que sumamos o restamos presiones, comenzando de un punto y terminando en otro punto cuya presión es conocida. Cuando nos sumergimos en un líquido obviamente la presión aumenta, esto significaría que sumamos presiones, pero si vamos subiendo en la columna de líquido, restamos. Patm Patm

A una misma altura las presiones son iguales Datos ρa=1000 kg/m^3 ρhg= 13600 kg/m 3 ρac=920 kg/m^3 Patm Patm Comenzamos por el brazo izquierdo, en el cual tenemos Patm

𝑎𝑡𝑚 +^ 𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎 −^ 𝑃^ 𝐻𝑔

𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒

𝑎𝑡𝑚 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑔 h 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝜌 𝐻 𝑔 𝑔 h 𝐻𝑔

  • 𝜌 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑔 ( h ) 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑔 ( 0.6 )= 𝜌 𝐻𝑔 𝑔 ( 0.01) + 𝜌 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑔 ( h ) 920= 1000- 13600 𝒉 = 𝟎. 𝟓𝟎𝟒𝟑 𝒎

DATOS h2 =0.01 m ρa=1000 kg/m 3 ρhg= 13600 kg/m^3

𝑎𝑡𝑚

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝐼 )

𝑎𝑡𝑚

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝑑 )

𝐻𝑔

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝐼 )

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝑑 )

𝐻𝑔

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝐼 )

𝑔 ( h 1 + h + h 2 )= 𝜌

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝑑 )

𝑔h + 𝜌𝐻𝑔 𝑔 h𝐻𝑔

𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝐼 ) ( h 1 + h + h 2 )= 𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝑑 ) h + 𝜌 (^) 𝐻𝑔 h𝐻𝑔 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 1

𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h + 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 2

𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝑑 ) h + 𝜌 𝐻𝑔 h 2 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 1

𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 2

𝐻𝑔 h 2 h 1 = 𝜌 𝐻𝑔 h 2 − 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 2 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝐼 ) =¿

𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 1 = 𝜌𝐻𝑔 h 2 − 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 (^ 𝐼 )^ h 2 13600 ( 0.01) 1000 (0.01) 1000