Ejercicios propuestos-mec-flu

download Ejercicios propuestos-mec-flu

If you can't read please download the document

Embed Size (px)

Transcript of Ejercicios propuestos-mec-flu

  1. 1. EJERCICIOS PROPUESTOS PROBLEMA 1 Determinar la presin en N/m2, sobre un punto sumergido a 6,00 mtrs. de profundidad en una masa de agua. PROBLEMA 2 Determinar la presin en kgr/cm2, ejercida sobre un punto sumergido a 9,00 mtrs. en un aceite de densidad relativa de = 0,750. PROBLEMA 3 A qu profundidad de un aceite de densidad relativa = 0,750, se producir una presin de 2,80 kg./ cm2. A cul, si el lquido es agua? PROBLEMA 4 Convertir una altura de presin de 5 mtrs. de agua, en altura de aceite de densidad relativa = 0,750. PROBLEMA 5 Con referencia a la figura, las reas del pistn A y del cilindro B, son respectivamente de 40 cm2 y 4000 cm2; B pesa 4000 kg. Los depsitos y las conducciones estn llenos de aceite de densidad relativa = 0,750. Cul es la fuerza F necesaria para mantener el equilibrio, si se desprecia el peso de A? Figura 1 PROBLEMA 6 Determinar la presin manomtrica en A en kg./ cm2, debida a la columna de mercurio (densidad relativa = 13,6) en el manmetro en U, mostrado en la figura. Figura 2
  2. 2. PROBLEMA 7 Un manmetro (tubo en U) que contiene mercurio (densidad relativa = 13,6), tiene su brazo derecho abierto a la presin atmosfrica y su izquierdo, conectado a una tubera que transporta agua a presin. La diferencia de niveles de mercurio en los dos brazos, es de 200 mm. Si el nivel del mercurio en el brazo izquierdo est a 400 mm por debajo de la lnea central de la tubera, encontrar la presin absoluta de la tubera. Tambin encontrar la nueva diferencia de niveles del mercurio en el manmetro, si la presin en la tubera cae en 2000 N/m2. Figura 3 PROBLEMA 8 Aceite de densidad relativa 0,750 est fluyendo a travs de la boquilla, mostrada en la figura y desequilibra la columna de mercurio del manmetro en U. Determinar el valor de h si la presin en A es de 1,40 kg/cm2. Resp. h = 1,14 mtrs. PROBLEMA 9 Para una presin manomtrica en A de 0,11 kg/cm2, encontrar la densidad relativa del lquido manomtrico B de la figura. Resp. Dr = 1,00 Figura 4
  3. 3. PROBLEMA 10 Para una lectura manomtrica en A de 0,18 kg/cm2, determinar: La elevacin en las ramas abiertas de los piezmetros E, F y G. La lectura del manmetro en U de mercurio de la figura 5 Resp. L=12,43mtrs. N= 12,30 mtrs. Q= 10,69 mtrs. h1 =0,61 mtrs. Figura 5 PROBLEMA 11 Un manmetro diferencial est unido a dos puntos A y B de una tubera horizontal por la que circula agua. La lectura en el manmetro de mercurio es de 0,60 mtrs., siendo el nivel ms cercano a A, el ms bajo. Calcular la diferencia de presiones entre A y B en kg/cm2. Resp. pa - pb = 0,754 kg/cm2. Figura 6
  4. 4. PROBLEMA 12 Se quiere medir la prdida de carga a travs del dispositivo X mediante un manmetro diferencial, cuyo lquido manomtrico tiene una densidad relativa de 0,750. El lquido que circula, tiene una densidad relativa de 1,50. Hallar la cada en altura de presin entre A y B a partir de la lectura manomtrica en el aceite, mostrada en la figura 7. Resp. pa - pb = 2,25 mtrs. del lquido. Figura 7 PROBLEMA 13 Los recipientes A y B contienen agua a las presiones respectivas de 2,80 y 1,40 kg/cm2. Cul es la lectura en el manmetro diferencial de mercurio, mostrado en la figura 8? Resp. h= 1,27 mtrs. Figura 8
  5. 5. PROBLEMA 14 El depsito de la figura contiene un aceite de densidad relativa 0,750. Determinar la lectura del manmetro A en kg/cm2 Resp. pa = - 8,71 10-2 kg/cm2. Figura 9 PROBLEMA 15 Un depsito cerrado contiene 60 cm de mercurio, 150 cm de agua y 240 cm de un aceite de densidad relativa 0,750, conteniendo aire el espacio sobre el aceite. Si la presin manomtrica en el fondo del depsito es de 3,0 kg/cm2, cul ser la lectura manomtrica en la parte superior del depsito. Resp. 1,860 kg/cm2. PROBLEMA 16 Con referencia a la figura, el punto A est 53 cm por debajo de la superficie libre del lquido, de densidad relativa 1,25, en el recipiente. Cul es la presin manomtrica en A, si el mercurio asciende 34,30 cm en el tubo Resp. 0,40 kg/cm2. Figura 10 PROBLEMA 17 Un depsito A, a una elevacin de 2,50 mtrs, contiene agua a una presin de 1,05 kg/cm2. Otro depsito B, a una elevacin de 3,70 mtrs, contiene un lquido a una presin de 0,70 kg/cm2. Si la lectura de un manmetro diferencial es de 30 cms de mercurio, estando la parte ms baja en el lado de A y a una cota de 30 cms, determinar la densidad relativa del lquido contenido en B. Resp. 0,525
  6. 6. PROBLEMA 18 El aire del recipiente de la izquierda de la figura, est a una presin de -23 cms. de mercurio. Determinar la cota del lquido manomtrico en la parte derecha, en A. Resp. Cota = 26,30 mtrs. Figura 11 PROBLEMA 19 El cilindro y el tubo mostrados en la figura, contienen aceite de densidad relativa 0,902. Para una lectura manomtrica de 2,20 kg/cm2. Cul es el peso total del pistn y la placa W Resp. 60100 kg. Figura 12
  7. 7. PROBLEMA 20 Con referencia a la figura, qu presin manomtrica de A har que la glicerina suba hasta el nivel B? Los pesos especficos del aceite y glicerina son 832 y 1250 kg/cm3, respectivamente Resp. 0,35 kg/cm2. Figura 13 PROBLEMA 21 Para levantar una plataforma de 10 toneladas, se utiliza un gato hidrulico. Si en el pistn acta una presin de 12 kg/cm2 y es transmitida por un aceite de densidad relativa 0,810, qu dimetro se requiere? Resp. 32,60 cm PROBLEMA 22 Si el peso especfico de la glicerina es de 1260 kg/cm3, qu presin de succin se requerir para elevar la glicerina 22 cm. en un tubo de 12,50 mm de dimetro? Resp. -277 kg/cm2 PROBLEMA 23 Encontrar para la compuerta AB de la figura 14, de 2,50 mt de longitud, la fuerza de compresin sobre la viga CD ejercida por la presin del agua. B, C y D son puntos articulados. Resp. 7160 Kgs Figura 14
  8. 8. PROBLEMA 24 Una compuerta vertical rectangular AB de 3,6 mt de altura y 1,5 mt de ancho, puede girar alrededor de un eje situado 15 cm por debajo del centro de gravedad de la compuerta. La profundidad total del agua es de 6mt. Que fuerza horizontal F ha de aplicarse en el fondo de la compuerta para mantener el equilibrio? Resp. 1490 Kgr. PROBLEMA 25 Determinar el valor de z en la figura, de forma que la fuerza total sobre la barra BD no sobrepase los 8000 kgs al suponer que el ancho de la compuerta en direccin perpendicular al dibujo es de 1,20 mt y que la barra BD esta articulada en ambos extremos. Resp. 1,84 mt Figura 15 PROBLEMA 26 Un aceite de densidad relativa 0,800 acta sobre un rea triangular vertical cuyo vrtice est en la superficie libre del aceite. El tringulo tiene una altura de 2,70 mt y una base de 3,60 mt. Una superficie rectangular vertical de 2,40 mt de altura est unida a la base de 3,60 mt del tringulo y sobre ella acta agua. Encontrar la intensidad y posicin de la fuerza resultante sobre la superficie total. Resp. 36029 Kgs a 3,57 mt de profundidad PROBLEMA 27 En la figura, la compuerta AB tiene un eje de fijo en B y su anchura es de 1,20 mt. Qu fuerza vertical, aplicada en su centro de gravedad, ser necesaria para mantener la compuerta en equilibrio, si pesa 2000 kgr? Resp. 5200 kgrs Figura 16
  9. 9. PROBLEMA 28 Un depsito tiene 6,00 mt de longitud y la seccin recta mostrada en la figura. El agua llega al nivel AE . Determinar a) La fuerza total que acta sobre el lado BC y b) La intensidad y la posicin de la fuerza total sobre el extremo ABCDE. Figura 17 PROBLEMA 29 El depsito de la figura contiene aceite y agua. Encontrar la fuerza resultante sobre la pared ABC que tiene 1,20 mt de ancho. Resp. Fuerza total 11448 kgs, actuando a 3,23 mt de A. Figura 18 PROBLEMA 30 La compuerta AB de la figura, tiene 1,20 mt de ancho y esta articulada en A. La lectura manomtrica en G es de - 0,15 Kgr cm2 y el aceite que ocupa el depsito de la derecha tiene una densidad relativa de 0,750. Que fuerza horizontal debe aplicarse en B para que la compuerta AB se mantenga en equilibrio? Resp. 2590 Kgs hacia la izquierda Figura 19
  10. 10. PROBLEMA 31 Con referencia a la figura, cual es la anchura mnima b de la base de la presa de gravedad de una altura de 30 mt al suponer que la presin hidrosttica ascensional en la base de la presa vara uniformemente desde la altura de presin total en el bordo de aguas arriba hasta el valor cero en el borde de aguas abajo Para este estudio se supone que las fuerzas resultantes de la reaccin cortan a la base a un tercio de la base del borde de aguas abajo (en =) y que el peso especfico del material de la presa es 2,50W (W es el peso especfico del agua). Figura 20 PROBLEMA 32 Determinar la fuerza resultante debida a la accin del agua sobre el rea rectangular CD de 1,20 mt x 1,80 mt mostrada en la figura. Figura 21
  11. 11. PROBLEMA 33 Calcular el empuje hidrosttico y el centro de presiones sobre la pared de 2.0m de ancho de un tanque de almacenamiento de agua, para los siguientes casos: a) pared vertical con lquido en un solo lado; b) pared inclinada con lquido en ambos lados. Figura 22 PROBLEMA 34 Se desean obtener los empujes hidrostticos por unidad de ancho, as como los centros de presiones sobre las caras a1 y a2, del muro mostrado en la figura. Figura 23
  12. 12. PROBLEMA 35 Cul es la velocidad media en una tubera de 15 cm, si el caudal de agua transportado es de 3800 m3/da?. Resp. 2,48 m/seg. PROBLEMA 36 Qu dimetro debe tener una tubera para transportar 2 m3/seg. a una velocidad media de 3 m/seg.?. Resp. 92 cm. PROBLEMA 37 Una tubera de 30 cm de dimetro, que transporta 110 l/seg., est conectada a una tubera de 15 cm. Determinar la altura de velocidad en la tubera de 15 cm. Resp. 1,97 m PROBLEMA 38 Una tubera de 15 cm de dimetro transporta 80 l/seg. La tubera se ramifica en otras dos, una de 5 cm y la otra de 10 cm de dimetro. Si la velocidad en la tubera de 5 cm es de 12 m/seg., Cul es la velocidad en la tubera de 10 cm ? Resp. 7,20 m/seg. PROBLEMA 39 Una tubera de 30 cm de dimetro transporta 110 l/seg. de un aceite de densidad relativa 0,812 y la presin manomtrica en A es de 0,20 kg/cm2. Si el punto A est situado 1,80 m por encima del plano de refe