Control Fluidos

1. Explique cómo se aplica el principio de Arquímedes a la navegación de buques cargueros.

Se debe al principio de Arquímedes, el barco experimenta una fuerza vertical hacia arriba igual al peso del volumen de agua desalojado, esta fuerza compensa el peso del barco.

Aunque los barcos son de acero, la mayoría de su volumen está ocupado por aire que como sabes pesa menos que el agua. El peso del aire dentro del barco compensa el peso mayor del acero.

Un objeto flota en un fluido si el volumen del fluido que desplaza pesa más que el objeto.

Del porqué flotan los barcos es posible de comprender si se conoce el concepto de “Densidad”. La densidad es una propiedad física de toda la materia, y se refiere al nivel de compacidad de las sustancias. En otras palabras, la densidad hace alusión al grado en que las partículas individuales de la materia se encuentran unidas o separadas. De tal modo que mientras más unidas se encuentren estas partículas, entonces más densa será la sustancia.

2. Dé tres ejemplos de la aplicación del principio de Pascal en un hogar promedio.

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

El principio de Pascal dice que:

El incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible, contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.

Ejemplos:

-Podríamos usar una jeringa tapada por su extremo y perforada por varias partes (que sean de poco diámetro por ejemplo del tamaño de una aguja) de modo que cuando se empuje el embolo, un chorro de agua que estuviese contenido en dicha jeringa salga por cada orificio, dicho chorro saldría con la misma fuerza por todos lados.

-Frenos hidráulicos: los que se ocupan un auto o simplemente en una bicicleta los cuales funcionan por un canal de fluidos que al momento de ejercer presión se presiona un cilindro en un Caliper y posterior en las ruedas de frenados.

-Una prensa Hidráulica

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, permite prensar, levantar pesos utilizando fuerzas muy pequeñas.

-Elevador hidráulico

Si, por ejemplo, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del pequeño, entonces el módulo de la fuerza obtenida en él será cuatro veces el de la fuerza ejercida en el pequeño

3. Estime la fuerza ejercida en el tímpano de un oído debido al agua al nadar en el fondo de una piscina que tiene 5,0 m de profundidad.

P fondo= Po * g *h

P fondo=1.00e3 * kg/m3 * 9.8 ms2 * 5 m

P fondo: 4.9 e4 Pa

4. En un vaso con agua hay un cubo de hielo flotando, ¿Que sucede con el nivel del agua al derretirse el hielo?

Cuando un cubo de hielo o un iceberg flota en el agua, entonces por definición podemos decir que el peso del cubo es exactamente igual a la fuerza de flotabilidad, la cual es igual al peso del agua desplazada.

Cuando el cubo de hielo se derrite, su volumen cambia, pero conserva su peso (según la ley de conservación de las masas). Así que el agua derretida de un cubo de hielo tiene exactamente el mismo peso que el agua que fue desplazada por el cubo de hielo cuando estaba congelado, por lo cual el “volumen” del agua derretida se adapta exactamente en el volumen previamente desplazado aumentando el nivel del agua.

5. Cada segundo, 3400 m3 de agua caen por una cascada de 500 m de ancho en el borde, que presenta una profundidad de 1,8 m en ese punto. ¿Cuál es la velocidad del agua en ese punto?

Caudal = 3400 m3 /s

Q caudal = Q = A * V

3400m3/s = 500m

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