Fluidos- PROBLEMAS DE FLUIDOS

PROBLEMAS DE FLUIDOS

1. En un barómetro de Torricelli con mercurio la presión exterior es igual a una atmósfera. ¿Cuál es la presión del mercurio contra la pared del tubo en un punto situado a 190 mm de altura sobre la superficie del mercurio que está en contacto con la atmósfera?  

1. Una jeringa hipodérmica tiene una sección transversal de 2,0 cm². ¿Qué fuerza mínima debe ejercerse sobre el émbolo de la jeringa para inyectar fluido en una vena en la que la presión manométrica es 10 mmHg? ( Sol. 0,27 N ).

1. Una muestra de un metal puro pesa 5,00 N en aire y 4,55 N sumergida en agua. ¿Cuál es su densidad? (Sol.: 11,1x103 kg/m3)
2. Un bloque de hielo (ρhielo = 920 kg/m3) flota en aceite (ρaceite = 1300 kg/m3). ¿Qué fracción del hielo está sumergida?

(a): 64 %                              (b): 71 %                         (c): 83 %                 (d): 99 %

1. En una jirafa erguida, la altura desde el corazón hasta el cerebro es 2,50 m. La sangre procedente del corazón debe entrar en su cerebro con una presión manométrica de 50,0 mmHg. ¿Cuál es a) la presión manométrica de la sangre a la salida del corazón, y b) la presión absoluta en ese punto? Tómese la densidad de la sangre igual a 1,06 g/cm3.  ( Sol.:   a) 245 mmHg       b) 1,32 atm = 1005 mmHg  )
2. Un automóvil sufre un accidente y cae en un lago hasta una profundidad de 12 m. Suponiendo que la superficie de la puerta es de 0,80 m², ¿qué fuerza debe ejercer el conductor para abrirla?  (Sol. 94,1kN )
3. Por el interior de una manguera de jardín, con un radio de 1 cm, el agua fluye a 3 m/s. ¿A qué velocidad sale el agua por el extremo de la manguera, que tiene un radio de 3 mm?
4. Por una tubería horizontal fluye agua a una velocidad de 3,0 m/s bajo una presión de 2,0 atm. a) ¿Cuál es la velocidad de flujo cuando el radio de la tubería se reduce a la mitad? b) ¿Cuál es la presión del agua en el tramo estrecho de la tubería?  c) ¿Cuál es la relación entre el caudal de agua en el tramo ancho y en el tramo estrecho?( Sol. a) 12 m/s      b) 1,3 atm          c) es el mismo  )
5. Por un tubo de 1,0 cm de radio circula agua a una velocidad de 1,0 m/s, a una presión de 2,0 atm. Después la altura del tubo aumenta en 1,0 m, respecto a su situación anterior, y su radio se reduce a 0,50 cm. ¿Cuál es la presión del agua en el tubo en esta última situación?  ( Sol. 1,83 atm )
6. En la presa de un embalse se produce una grieta por la que se escapa el agua embalsada. Si el agua sale a una velocidad de 30 ms-1, calcular a qué altura aproximada sobre la grieta se halla el nivel del agua.
7. Calcular a) la caída de presión en una pequeña arteria de 1,00 mm de radio y 10,0 cm de longitud, por la que circula un caudal de 2,5 cm3/s de sangre. Si, debido a una capa de colesterol, el radio libre de la arteria se reduce a un 70% de su valor inicial, b) ¿Cuál es la nueva caída de presión? Viscosidad de la sangre: ηsang = 2,1x10-3 Pa.s. (Sol. a) 10 mmHg;    b) 41,9 mmHg)
8. El radio de la aorta es aproximadamente 1 cm, y la velocidad media de la sangre circulando por ella puede estimarse en unos 30 cm/s. ¿Cuál es el régimen de circulación de la sangre?. Datos de la sangre. Densidad 1,06g/cm3.        ηsang = 2,1x10-3 Pa.s.
9. Un vaso sanguíneo de radio R1 = 0,5 cm se ramifica en 4 vasos iguales de radio R2. Determinar cuál debe ser el valor de R2 de forma que la caída de presión por unidad de longitud antes y después de la ramificación sea la misma.
10. La bomba cardíaca produce una presión que varía con el tiempo, pero su valor promedio es de unos 100 torr. Determinar la presión en la cabeza y los pies de una persona de 1,75 m en posición erguida, suponiendo que el corazón está situado 1,25 m sobre el nivel del suelo.
11. El xilema de una planta tiene un radio de una centésima de milímetro. Suponiendo un ángulo de contacto de 0º, calcular a qué altura debe esperarse que la tensión superficial haga ascender una columna de agua. (El xilema es el conjunto de vasos por los que ascienden los nutrientes en las plantas). Tome γ = 0,072 N/m.
12. La velocidad de la sangre en la aorta es alrededor de 0,5 m/s, y la velocidad de la sangre es un capilar es cerca de 0,001m/s. Sólo tenemos una aorta, con un diámetro de 20mm, pero muchos capilares en paralelo, cada uno con un diámetro de 8 micras. Calcule la cantidad de capilares que están abiertos a la vez.
13. Desde un frasco, y a través de un tubo circular, fluye plasma que llega al brazo de un paciente. Cuando el frasco está a 1,5 m de altura por encima del brazo: a) ¿Cuál es la presión del plasma que entra en la vena? La presión sanguínea en la vena es 12 mm Hg superior a la presión atmosférica. Introducimos en ella plasma con una aguja de 3 cm de longitud y 0,36 mm de radio interior. b) ¿Qué caudal de plasma recibe el enfermo? (Densidad del plasma, ρ = 1,05 g/cm3; viscosidad del plasma, 1,5x 10-3 Pa.s)

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