EJERCICIOS DE DINÁMICA DE FLUIDOS
ni use corrector, pues será invalidada su respuesta. No se permite usar hojas anexas.
I. SELECCIÓN MÚLTIPLE Y ÚNICA.
1.- La forma esférica que adoptan las gotas de agua está relacionada con la propiedad de los líquidos llamada
A) viscosidad.
B) compresibilidad.
C) velocidad límite.
D) tensión superficial.
E) capilaridad.
2.- El teorema de Bernoulli es una consecuencia de la conservación
A) de la masa.
B) de la cantidad de movimiento.
C) del volumen.
D) de la energía mecánica.
E) del momentum.
3.- Elija la alternativa que complete toda la oración correctamente: “Para un líquido que se mueve por una tubería horizontal de área variable, al disminuir el área, la velocidad ____________ y la presión ____________.”
A) disminuye aumenta B) disminuye disminuye C) aumenta aumenta D) aumenta disminuye E) disminuye es constante
4.- La figura muestra una cañería utilizada para subir agua idealmente al segundo piso de una casa, con tres secciones internas A, B y C: A y B están a la misma altura, C a mayor altura; el radio de A es mayor al de B, el radio de B es igual al de C. Entonces, podemos afirmar que
A) la presión en A es menor a la de B y la rapidez en B es menor a la de C.
B) la presión en A es mayor a la de B y la rapidez en B es igual a la de C.
C) la presión en A es igual a la de B y la rapidez en B es igual a la de C.
D) la presión en A es igual a la de B y la rapidez en B es menor a la de C.
E) la presión en A es mayor a la de B y la rapidez en B es menor a la de C
PROFESOR : Mario H. Muñoz Riffo NIVEL : 3° Medio
AÑO : 2020
UNIDAD : Dinámica de Fluidos SEMESTRE : Primero
5.- Se tiene una jeringa llena de un medicamento como se muestra en la figura. Cuando la enfermera presiona el émbolo constantemente el líquido avanza hasta alcanzar la aguja y se observa que el chorro del líquido cae lejos. Respecto a la rapidez (V) y la presión (P) del líquido dentro de la aguja y la parte ancha de la jeringa se puede precisar de manera correcta que,
A) VAguja > VJeringa y PAguja < PJeringa
B) VAguja < VJeringa y PAguja > PJeringa
C) VAguja < VJeringa y PAguja < PJeringa
D) VAguja > VJeringa y PAguja > PJeringa
E) VAguja > VJeringa y PAguja = PJeringa
6.- La tensión superficial es una característica de los líquidos, y se debe principalmente a la acción de las fuerzas entre las moléculas que componen el fluido. Es incorrecto señalar:
A) La superficie de los líquidos se comporta como una película elástica.
B) La tensión superficial es la razón entre la fuerza superficial y longitud donde actúa, ortogonal a la fuerza.
C) Las fuerzas de cohesión entre las moléculas de un líquido son de origen electromagnético.
D) Las moléculas de la superficie del líquido no experimentan fuerzas de atracción encima de ellas.
E) La fuerza de cohesión resultante sobre una molécula interior del líquido no es nula.
7.- El fenómeno de capilaridad es una característica de la interacción entre las moléculas de un líquido.
De las siguientes aseveraciones, selecciona la alternativa incorrecta.
A) Capilaridad es el desplazamiento de líquidos a través de conductos muy estrechos.
B) La capilaridad se produce por fuerzas de cohesión de las paredes del conducto sobre las moléculas del líquido.
C) La capilaridad se produce por la tensión superficial que tiende a elevar el nivel del líquido.
D) Los capilares son los conductos por los cuales asciende el líquido.
E) Las fuerzas de atracción de las moléculas de las paredes sobre el líquido son fuerzas gravitacionales.
8.- Para un cierto fluido ideal que fluye por un tubo que tiene diferentes secciones transversales, se cumple siempre que
A) la velocidad del flujo es inversamente proporcional a la presión en el fluido.
B) el caudal es constante a lo largo del caño, independiente de la sección transversal.
C) la velocidad del flujo es directamente proporcional a la sección transversal del caño.
D) la velocidad del flujo es directamente proporcional a la viscosidad del fluido.
E) la velocidad del flujo es directamente proporcional a la presión en el fluido.
9.- Se tiene un gran tanque de 8,3 m de altura lleno con agua, el cual tiene dos pequeños orificios de igual diámetro. El orificio A1 está a 4 m, y el orificio A2 está a 8 m, respecto a la superficie del agua.
Respecto al agua que sale por estos orificios se afirma que
I) el volumen de agua que sale por ambos orificios, en un minuto, es el mismo.
II) la rapidez con la que sale el agua por A2 es el doble de la rapidez con la que sale por A1.
III) el agua que sale por A1 tiene mayor alcance horizontal que el que sale por A2.
Es (son) verdadera(s) A) solo I.
B) solo II.
C) solo III.
D) solo I y II.
E) solo I y III.
10.- Un fluido circula por una cañería horizontal, y después pasa a otra cañería que tiene el doble de área, entonces el valor de la velocidad del fluido que circula por ella
A) se cuadruplica B) se duplica C) no cambia
D) disminuye a la mitad E) disminuye a la cuarta parte
11.- Tres cañerías, A, B y C, están en posición horizontal y conectadas como se muestra en la figura adjunta. Si las áreas transversales de A y C son iguales y menores que la de B, entonces, para un fluido ideal que circula por el interior de ellas se afirma que
I) los caudales de las secciones A y C son iguales y menores que el de B.
II) la rapidez del flujo es la misma para las tres secciones.
III) en A y C tienen la misma rapidez, y mayor que en B.
De las afirmaciones anteriores, son correctas A) solo I.
B) solo II.
C) solo III.
D) solo I y II.
E) solo I y III.
12.- Un gran depósito de agua tiene en su parte más baja, un ducto compuesto por dos cañerías Q y S en que Q tiene doble diámetro que S. Por el ducto comienza a escurrir el agua.
Respecto a las presiones y velocidades en Q y S, es correcto que A) PQ < PS y vQ > vS
B) PQ > PS y vQ < vS
C) PQ < PS y vQ > vS
D) PQ = PS y vQ = vS
E) PQ > PS y vQ > vS
13.- Se dispone de una hoja de papel higiénico de medio metro de largo unida al carrete y sostenida debajo de un secador de pelo que arroja aire horizontalmente. Al encender el aparato y producir el flujo de aire por encima del carrete, la hoja:
A) se mueve hacia abajo bruscamente y queda perpendicular al flujo.
B) se levanta en contra de la gravedad y es absorbida en dirección del flujo.
C) se enrolla, forma un grumo y se mueve aleatoriamente.
D) es repelida por el secador y se mantiene diagonalmente hacia abajo.
E) permanece como estaba sin notar el flujo.
14.- Cuando un fluido no viscoso e incompresible se conduce a través de dos tubos de diferente sección X e Y, se cumple que de acuerdo al principio de
A) continuidad, las rapideces en ambas secciones son iguales.
B) continuidad, los caudales en ambas secciones son iguales.
C) Bernoulli, los caudales en ambas secciones son iguales.
D) Bernoulli, las rapideces en ambas secciones son iguales.
E) Venturi, las presiones en ambas secciones son iguales.
15.- Al circular aire con una tasa de fluido constante por una cañería horizontal con diferentes diámetros, como el de la figura, donde las áreas de las secciones de A y C son iguales y son el doble de la sección B y considerando que la presión atmosférica en el entorno es P0, en estas condiciones, internamente en las secciones A, B y C se debe cumplir para las presiones que
A) PA = PB = PC = PO
B) PA < PB = PO
C) PA > PB = PO
D) PB < PC < PO
E) PA = PC > PB
16.- El prototipo de la figura es un atomizador o vaporizador.
Cuando se oprime en P, el líquido en el recipiente asciende por el tubo de R a Q y luego es esparcido desde S. El líquido sube debido a que,
A) el aumento de su rapidez en Q hace aumentar su presión respecto a R.
B) el aumento de su rapidez en Q hace disminuir la presión respecto a R.
C) al hacer fuerza en P hace crecer su presión en el fondo del recipiente.
D) en P se genera un vacío que chupa y hace subir el fluido.
E) desde P baja el aire al recipiente, transmite fuerza y lo hace subir.
17.- “Se conectan dos cañerías horizontales de distinto diámetro en el mismo circuito de un fluido.
Cuando el fluido pasa de la cañería más estrecha a la de mayor diámetro la presión del fluido aumenta”.
Esta afirmación se fundamenta bajo A) la ecuación de continuidad.
B) el teorema de Torricelli.
C) el principio de Pascal.
D) el principio de Bernoulli.
E) el principio de Arquímedes.
18.- Con respecto a un fluido ideal en movimiento y considerando las ecuaciones de continuidad y Bernoulli es correcto afirmar que cuando el fluido atraviesa un área
A) menor, su velocidad aumenta y su presión disminuye.
B) mayor, su velocidad y su presión disminuyen.
C) mayor, su velocidad y su presión aumentan.
D) menor, su velocidad y su presión aumentan.
E) menor, su presión aumenta y su velocidad disminuye.
II. PREGUNTAS DE DESARROLLO. Resuelva en forma ordenada, considerando claramente el procedimiento.
1) Un gran estanque lleno de agua tiene un pequeño orificio de área 0,001 m2 en la parte baja. El nivel del agua se encuentra a 5 m sobre el orificio. A la salida de éste, se pone un estanque de 0,5 m3 de capacidad. Al respecto obtenga:
a) rapidez con la que sale del gran estanque
b) caudal con el que sale del gran estanque
c) el tiempo que se demora en llenarse el estanque de 0,5 m3
2) Una tubería horizontal de 4 m de radio se reduce uniformemente hasta alcanzar una tubería de 2 m de radio. Por su interior circula agua, cuya presión en la parte más ancha es de 80000 Pascales y rapidez 4 m/s.
a) ¿Cuál es la rapidez del flujo de agua que circula por la tubería en la parte ancha y en la parte estrecha?
b) ¿Cuál es la presión en la parte más estrecha?
3) En el experimento de la determinación de la Tensión Superficial, se colocó en la superficie de un líquido un alambre circular de radio 0,2 m, registrando el
dinamómetro una fuerza de 0,144 Newton. Al respecto calcule:
(4 puntos)
a) el valor de la Tensión Superficial que ofrece dicho líquido.
b) el valor de la fuerza que registraría el dinamómetro, si en vez de usar una figura circular se reemplazara por una cuadrada de lado 0,4 m.
4) En la imagen se aprecian tubos con agua y mercurio, respectivamente. Al respecto explique la diferencia entre las concavidades de los “meniscos” entre ambos.
5) Un sistema de tubos se encuentran conectados y colocados en forma horizontal. Un fluido ideal atraviesa estos tubos. Se observan en la figura adjunta unos pequeños tubos verticales, conectados al sistema de tubos mencionados anteriormente, por los cuales puede ascender el fluido.
Relacionar con <, > o =, justificando físicamente:
- las alturas alcanzadas en puntos R, S y T
- rapideces obtenidas en puntos R, S y T
- las presiones absolutas en puntos R, S y T
- las presiones hidrostáticas en puntos R, S y T
- las presiones dinámicas en puntos R, S y T
BONUS: 5 décimas adicionales en nota obtenida en prueba:
Las imágenes representan el perfil del alerón de un auto de carrera y el ala de un avión. Si los aviones para mantenerse en vuelo deben lograr una sustentación adecuada y los automóviles, sobre todo en las curvas, deben poseer una óptima fijación al suelo, para no volcarse. Indiqué en forma justificada cuál es el alerón del auto y del avión y ¿cuál es la relación entre sus presiones y velocidades (RS y TU) respectivas?
