Hidrostatica

Ejercicio 2.1. Un tanque cerrado esta parcialmente lleno conglicerina. Si la presion del aire dentro del tanque es de 6 psi (41,37kPa) y el nivel de glicerina es de 10 ft (3,05 m), cual sera la presionen el fondo del tanque? ( γglicerina = 12, 4 kN/m3).

Ejercicio 2.2. Se tiene un tanque construido por una serie decilindros con los siguientes diametros: 0, 3 ; 0, 25 y 0, 15 m comose muestra en la figura. El tanque contiene: aceite (γaceite = 8, 95kN/m3), agua (γagua = 10 kN/m3) y glicerina (γglicerina = 12, 4kN/m3) y en el fondo del mismo se coloca un manometro demercurio. Se pide calcular la altura h indicada por el manometro.

Ejercicio 2.3. Determine la inclinacion del tubo del manometro si para las condiciones mostradasen la figura la presion en A supera a la presion en B por 6, 89 kPa. (Nota: las densidades de loslıquidos son relativas a la del agua y = ρagua = 1000kg/m3 ; ρaire = 1,2kg/m3) .

Ejercicio 2.4. Una piscina tiene 7 m de ancho y 18 m de largo. Determinar la magnitud y la ubi-cacion de la fuerza horizontal que experimenta cada una de las paredes de la piscina. Considerar quela profundidad de la misma es constante e igual a 2, 5 m.

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Ejercicio 2.5. La figura muestra la seccion transversal de untanque cerrado de 7 m de largo. El tanque contiene alcohol etılicoy la presion del aire es de 40 kPa. Determine la magnitud de lafuerza resultante que actua sobre una de las tapas del tanque.

Ejercicio 2.6. Un tanque abierto tiene en una de sus paredes laterales una compuerta triangularcomo la mostrada en la figura. La puerta puede pivotar respecto al eje A-B. Conociendo las dimen-siones del tanque y que este contiene agua se pide: determinar el momento, respecto al eje A-B, quees necesario aplicar para mantener la compuerta cerrada.

Ejercicio 2.7. La compuerta rectangular C-D de la figura tiene2 m de ancho y 1, 8 m de largo. Asumiendo que el material de lacompuerta es homogeneo y despreciando la friccion en la bisagraC, se pide: determinar el peso de la compuerta de manera queesta permanezca cerrada hasta que el nivel del agua este 2 m porencima de la bisagra.

Ejercicio 2.8. Una compuerta con la forma de una superficie cilındrica parcial (conocida como com-puerta Tainter) es empleada para contener el agua en un dique como muestra la figura. El radio dela superficie es de 6, 7 m y su longitud es de 11 m. La compuerta puede pivotar respecto del puntoA y a su vez dicho punto esta 3 m por encima del punto de apoyo de la compuerta (C). Determinela magnitud de la fuerza resultante sobre la compuerta. ¿Pasara esta resultante por el punto A?,justifique.

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Hidrostatica

Ejercicio 2.9. Un tapon conico es colocado en la pared deun tanque como se muestra en la figura. Mostrar que la fuerzahorizontal que el agua ejerce sobre el tapon no depende de h. Parala profundidad indicada: ¿cual sera la magnitud de dicha fuerza?(Nota: 1ft = 0, 3048 m).

Ejercicio 2.10. El cilindro de la figura (de 2, 74m de longitud) semantiene flotando en aceite y en contacto con la pared. Se pide:determinar la fuerza horizontal que el cilindro ejerce sobre la pareden el punto A. (Nota: γaceite = 9, 13kN/m3 )

Ejercicio 2.11. Un globo aerostatico pesa 225kg incluyendo el peso del globo, la canasta y unpasajero. El aire ambiente tiene una temperatura de 26C mientras que el aire caliente contenido enel globo esta a 66C. Asumiendo que tanto el aire ambiente como el contenido en el globo tiene unapresion estandar de 100kPa(1atm), se pide: determinar el volumen del globo para soportar el pesototal. Asumiendo un globo esferico establecer el radio del mismo. (Nota: considerar al aire como ungas ideal. p = ρRT )

Ejercicio 2.12. Una pieza de forma irregular pesa 3, 65kg en aire y 2, 39kg cuando esta completa-mente sumergido en agua. Determinar la densidad del objeto.

Ejercicio 2.13. Un cubo de 1, 2m de arista y 1360 kg de peso flota sumergido hasta la mitad en unlıquido contenido en un tanque abierto como se observa en la figura. Se pide determinar la magnitud,direccion y ubicacion de la fuerza ejercida por el lıquido sobre la superficie inclinada A-B. El anchodel tanque es de 2, 44m.

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Ejercicio 2.14. Un nino sostiene un globo inflado con Helio (ρ = 0,18kg/m3) mediante un hiloatado a un extremo del mismo. ¿Cual sera la tension del hilo ? Si el nino viaja en un vehıculo quesufre una aceleracion horizontal de 2g, ¿cual sera la tension y la direccion del hilo?

Ejercicio 2.15. Un recipiente que esta parcialmente lleno con aguaes acelerado en forma uniforme segun la direccion horizontal. Debidoa la aceleracion la superficie libre del lıquido forma un angulo de 40

respecto de la direccion de la aceleracion como muestra la figura.Determinar el valor de la aceleracion aplicada.

Ejercicio 2.16. Un recipiente cilındrico de 0, 6m de diametro esta parcialmente lleno con agua. Elnivel de agua alcanza 1m cuando el recipiente esta en reposo. Si el tanque comienza a ser rotadorespecto de su eje vertical a una velocidad angular constante (ω = 160rev/min) determinar la alturamınima que tiene que tener el cilindro para evitar que se derrame su contenido.

Ejercicio 2.17. Un acelerometro barato puede hacerse con un tuboen U como indica la figura. Las variaciones de nivel h son dan unamedida del valor de la aceleracion segun el eje x. Para L = 0, 2m yD = 0, 01m determinar el valor de h cuando la aceleracion segun eleje x es constante e igual a 5m/s2?

Ejercicio 2.18. Un recipiente cilındrico lleno de liquido se en-cuentra cerrado por una tapa de peso P. Encuentre la distribu-cion de presiones si el recipiente se pone a girar con una velocidadangular ω

Ejercicio 2.19. Una pieza con simetrıa axial es manufacturada por moldeado centrıfugo como indicala figura. Durante el proceso de conformado el molde de arena rota con una velocidad angularconstante (Ω). Se pide:

a. Calcular la presion p1 en [1] en funcion de Ω.

b. Determinar la velocidad angular maxima (Ωmax) tal que en [1] no se supere la presion maximatolerada por el molde (pmax)

c. Calcular para la velocidad angular hallada en el punto anterior (Ω) la altura h maxima tal queen el punto [2] la presion no supere el valor de pmax

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Hidrostatica

Ejercicio 2.20. La noria de la figura de 2m de radio es utilizadapara elevar agua por medio de sus poleas semicilındricas de 0, 3mde diametro. Si la noria gira a 10r.p.m y suponemos movimientocomo solido rıgido: ¿cual es el angulo θ que forma la superficie librecon la horizontal en la posicion A de su trayectoria circular?

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