PRIMERA EVALUACIÓN DE FÍSICA B- IIT 2013-2014

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- Deformaciones iguales en los alambres A y B? VALE 6 PUNTOS.

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- En un proceso ondulatorio, una partícula localizada en x=10 cm vibra armónicamente con periodo de oscilación 2 s , amplitud de 50 mm y constante de fase es cero. Determinar la rapidez de la partícula en el momento en que la elongación es igual a 25 mm, si se conoce que la onda se propaga en sentido negativo del eje X, con una rapidez de propagación de la onda de 80 cm/s. Vale 8 puntos.

Desarrollo

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- Dos tanques abiertos a la atmosfera muy grandes y contienen el mismo líquido y se comunican como se indica en la figura. En el punto D descarga a la atmosfera. Si el área transversal en es la mitad del área en , y si está a una distancia bajo el nivel del líquido en . En este problema desprecie la viscosidad y determine en función de VALE 12 PUNTOS[pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30]

- Calcule la velocidad del fluido en el punto VALE 3 PUNTOS[pic 31]

- Calcule la velocidad del fluido en el punto C. VALE 3 PUNTOS

- Calcule la presión manométrica en el punto . VALE 3 PUNTOS[pic 32]

- Calcule la altura que subirá el líquido en el tubo . VALE 3 PUNTOS[pic 33][pic 34]

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- Por una tubería de 1/8 de pulgada (0.003175 m) de diámetro pasa aceite de motor. El aceite tiene una viscosidad η = 30x10-3 N.s/m2, temperatura de 20°C y densidad de 800 kg/m3, descargando a la atmósfera con un gasto de . Para medir la caída de presión en la tubería se colocan dos tubos manométricos separados una distancia de 30 cm como se indica en la figura. VALOR 8 PUNTOS[pic 46]

Calcule:

- El número de Reynolds. VALE 3 PUNTOS

- La caída de presión en cm de altura equivalentes entre los dos tubos manométricos (Δh) VALE 5 PUNTOS

[pic 47]

Solución inciso a): El Número de Reynolds.

[pic 48]

Lo que muestra un flujo bajo régimen laminar.

La velocidad del flujo la obtenemos del gasto y el área de sección transversal de la tubería:

v = Q/A = (0.1x10-6 m3/s)/(7.92x10-6m2) = 1.26x10-2m/s = 1.26 cm/s

Donde, A = πR2 = π(0.0015875m)2 = 7.92x10-6m2

Solución inciso b): La caída de presión entre los dos puntos de la tubería está dada por

[pic 49]

La diferencia de altura debida entre los dos tubos manométricos es, entonces:

h = ΔP/ρg = (360Pa)/(800Kg/m3)(9.8m/s2) = 0.046 m = 4.6 cm