S09 s2 - Resolver ejercicios

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Cálculo aplicado a la física 3 
Hidrodinámica 
SEMANA 09 Sesión 02 
Flujo laminar 
Ocurre cuando las moléculas de un fluido en 
movimiento siguen trayectorias paralelas 
Flujo turbulento 
Ocurre cuando las moléculas de un fluido en 
movimiento siguen trayectorias erráticas 
1. El fluido no es viscoso. Se desprecia la 
fricción interna. 
2. El flujo es estable.Todas las partículas que 
pasan a través de un punto tienen la misma 
velocidad. 
3. El fluido es incompresible. La densidad es 
constante. 
4. El flujo es irrotacional. no tiene cantidad 
de movimiento angular en torno a punto 
alguno 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicios 
1. La tasa de flujo de agua por un tubo horizontal 2,0 m3/min. Determine la 
velocidad del flujo en un punto donde el diámetro del tubo es: 
a) 10,0 cm 
b) 5,0 cm 
 
2. ¿Cuánto aire debe empujarse hacia abajo a 40,0 m/s con el fin de mantener un 
helicóptero de 800 kg en vuelo? 
 
3. En un proceso de enfriamiento industrial, el agua circula a través de un sistema. 
Si el agua se bombea desde el primer piso a través de un tubo de 6,0 cm de 
diámetro con una rapidez de 0,45 m/s bajo una presión de 400 torr, ¿Cuál será la 
presión sobre el piso siguiente 4,0 m arriba en un tubo con un diámetro de 2,0 
cm? 
 
4. El agua fluye a través de un tubo horizontal de 7,0 cm de diámetro bajo una 
presión de 6,0 Pa con un gasto de 25,0 L/min. En un punto, los depósitos de calcio 
reducen el área transversal del tubo a 30cm2. ¿Cuál es la presión en ese punto? 
 
1 1 2 2
v A v A
 
V
Q vA
t
   2
1
constante
2
P gh v
 
Cálculo aplicado a la física 3 
5. Un avión tiene una masa de 1,6 x104 kg y cada ala tiene un área de 40,0 m2. 
Durante un vuelo horizontal, la presión sobre la superficie inferior del ala del 
avión es 7,0 x 104 Pa. Determine la presión sobre la superficie superior del ala. 
 
6. Se perfora un hoyo en el costado de un recipiente cilíndrico de 50,0 cm de altura 
y lleno de agua. Si lo que se quiere es que el agua llegue lo más lejos posible 
horizontalmente: 
a) ¿A qué distancia del fondo del recipiente debe perforarse el hoyo? 
b) Si se ignoran las pérdidas por fricción, ¿a qué distancia desde el costado desde 
el costado del recipiente llegará el agua al suelo? 
 
7. Una casa se abastece de agua por medio de una tubería de 5,0 cm de diámetro. 
La sobre presión al nivel de la calle es de 3,105 Pa y el agua fluye a 0,50 m/s. 
¿ Cuál será la sobre presión y la velocidad de flujo en la cañería de 2,5 cm de 
diámetro, en la terraza y a 10,0 m de altura? 
 
8. El agua contenida en un tanque elevado fluye por una tubería que tiene una 
válvula, a 12,0 m por debajo del nivel del agua. 
Determine: 
a) la presión del agua en la válvula cuando está cerrada. 
b) la presión en la válvula cuando está abierta y el agua fluye con una velocidad 
de 10,0 m /s, y continúa por la cañería. 
 
9. Un tubo Venturi puede ser usado como un flujómetro que incorpora una 
convergencia y divergencia en el aparato. Suponga que se utiliza en una estación 
de servicio para medir la razón de flujo de gasolina ( 𝜌𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 7,00 × 10
3 𝑘𝑔
𝑚3
 ) 
a través de una manguera que tiene un radio de enchufe de 1,20 cm . Si la 
diferencia de presiones 𝑃1 − 𝑃2 = 1,20 𝑘𝑃𝑎 y el radio del tubo de enchufe es de 
2,40 cm, determine: 
a) La velocidad de gasolina cuando sale de la manguera 
b) El flujo en metros cúbicos por segundo 
 
 
 
 
 
Cálculo aplicado a la física 3 
10. Las áreas de la parte ancha (A) y angosta (B) del tubo de la figura son 
respectivamente, 50,0 cm2 y 10,0 cm2. El caudal de agua es de 2 000 cm3 /s. 
Determine: 
a) la velocidad del agua en ambas partes del tubo (A y B) 
b) la diferencia de presión entre las partes ancha y angosta. 
c) la diferencia de altura ℎ en las columnas de mercurio. 
 
 
 
11. Un chorro de agua sale horizontalmente del agujero cerca del fondo del tanque 
de la figura. Si el agujero tiene un diámetro de 5,00 mm, halle la altura h del nivel 
de agua en el tanque.