agrarias: 2012

domingo, 16 de diciembre de 2012

Fuerzas conservativas

Conservación de la energía, velocidad metabólica

Movimiento armónico simple: Ley de Hooke

Ondas: sitio interactivo

http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/MovOnd/index.htm

http://www.slideshare.net/guest01db94/refraccin-de-la-luz-1896344

Capilaridad

Viscosidad

martes, 27 de noviembre de 2012

Revisión de calorimetría

1-Un calorímetro de aluminio con una masa de 100 g contiene 250 g de agua. Estan en equilibrio térmico a 10 °C. Se colocan 2 bloques de metal en el agua, uno es una pieza de 50 g de cobre a 80 °C la otra es una muestra que tiene una masa de 70 g a una temperatura de 100 °C , todo el sistema se estabiliza a una temperatura final de 20 °C. Determine el calor específico de la muestra desconocida.
Ce Al= 0,215 cal/g °C; Ce agua= 1 cal/g °C; Ce Cu= 0,0924 cal/g °C. Rta: 0,435 cal/g°C.

2- Una herradura de hierro de 1,5 kg inicialmente a 600 °C se deja caer en un cubo que contiene 20 kg de agua a 25 °C. ¿ Cuál es la temperatura final ? (Desprecie la capacidad calorífica del recipiente)
Ce Fe= 0,107 cal/g °C. Ce agua= 1 cal/g °C. Rta:29,6 °C.

3- Un recipiente de 300 g de aluminio contiene 200 g de agua a 10 °C si se agregan 100 g de agua a 100°C ¿ Cuál es la temperatura final de equilibrio del sistema?Ce Al= 0,215 cal/g °C; Ce agua= 1 cal/g °C. Rta: 34,7°C

jueves, 22 de noviembre de 2012

Sistemas termodinámicos

martes, 20 de noviembre de 2012

Guía 9: ondas

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Física

Guía 9

ONDAS

1-Un muelle se estira 0,05 m cuando se le cuelga una masa de 0,3 kg. A)¿Cuál es la constante del muelle? B)¿ Cuál es la frecuencia de vibración de la masa en el extremo del muelle? Rta: 58,8 N/m;2,23 Hz

2- El período de una masa de 0,75 kg en un muelle es de 1,5 s.¿Cuál es la constante del muelle? Rta: 13,15 N/m

3- Una masa de 0,05 kg se cuelga de una cinta de goma de masa despreciable que alarga 0,1 m,a)¿Cuál es la constante elástica de la cinta de goma? B)¿Cuál es la frecuencia característica de oscilación del sistema? C)¿Cuál es el período de oscilación? Rta: 4,9 N/m; 1,58 Hz; 0,634 s

4) En qué factor debe aumentarse la masa de un objeto fijado a un muelle para que se duplique el período de oscilación? Rta: 4 m

5)Una fuente luminosa emite luz monocromática de longitud de onda en el vacío 6 x 10^-7 m (luz roja) que se propaga en el agua de n = 1,34. Determine:a)La velocidad de propagación de la luz en el agua. B)La frecuencia y la longitud de onda de la luz en el agua. Velocidad de la luz 3 x10⁸m/s

6) Determine el ángulo crítico para la reflexión total entre el agua y el aire. Índice de refracción del agua 1,33. Rta: 48,75°

7) Una loseta de vidrio con índice de refracción de 1,5 se sumerge en agua con índice de refracción de 1,33. La luz dentro del agua incide sobre el vidrio. Hallar el ángulo de refracción si el ángulo de incidencia es 60°. Rta: 50,2°

8) ¿Con qué ángulo, i, con respecto a la vertical, debe mirar un submarinista, S, que está debajo del agua, para ver un pequeño objeto, P, que está sobre su superficie? V agua= 2,3 x 10⁸ m/s; v luz = 3 x10⁸ m/s

martes, 13 de noviembre de 2012

Gases ideales, W en expansión, 1 ra Ley de la Termodinámica

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Física

Guía 8

Gases ideales, Trabajo en expansión , 1 ra ley de la Termodinámica

1)a_ Se tienen 2 moles de hidrógeno a 52°C y a 2 atm. ¿a qué temperatura deberá enfriarse este sistema para que ejerza una presión de 0,5 atm manteniendo el volumen constante? Rta: 81,29 K

2) Una muestra de gas ideal se encuentra originalmente a 100 K. ¿Cuál será la temperatura final del gas si su volumen se triplica y la presión se duplica? Rta: 600 K

3) Cierto tanque de gas estacionario tiene una capacidad de 500 L. Considerando que el gas es solamente butano, C₄H₁₀, clcular la masa de ese gas que contiene este tanque si a 25 °C el gas ejerce una presión de 20 atm. Rta: 23,7235 Kg

4)Las moléculas de ozono en la estratósfera absorben la mayor parte de la radiación proveniente del sol que es dañina para la vida. Calcular el número de moléculas contenidas en 1 L a 250 K y 0,76 Torr. Que son las condiciones típicas en las que se encuentra el ozono en la estratósfera. Rta: 4,88 x 10^-5 mol, 2,93676 x 10¹⁹ moléculas

5) Un gas se expande de I a F. El calor que se le agrega al gas es de 400 J cuando el gas va de I a F por la trayectoria diagonal. A)Cuál es el cambio en la energía interna del gas, b)¿Cuánto calor se le debería entregar al gas si se fuera por el camino indirecto, IAF, para tener el mismo cambió la energía interna?

6)La rueda de una se llena con aire a una presión manométrica de 550 KPa a 20 °C. ¿ Cuál es la presión manométrica en la rueda después de manejarla en un día soleado cuando la temperatura del aire es 40°C? ( suponga que el volumen no cambia y recuerde que la presión manométrica significa la presión absoluta en la rueda menos la presión atmosférica) P atm = 101 kPa. Rta: 594,41 x 10³ Pa

7) Una gas ideal es encerrado en un cilindro. Hay un émbolo movible en la parte superior del cilindro. El émbolo tiene una masa de 8000 g, un área de 5 cm² y es libre de moverse hacia arriba o hacia abajo, manteniendo la presión del gas constante. ¿Cuánto trabajo se hace si la temperatura de 0,2 moles de gas se eleva de 20°C a 300 °C? Rta: 465,6J

8) Un gas se expande desde I a F por tres posibles trayectorias como se indica en la figura. Calcule el trabajo realizado por el gas a lo largo de las trayectorias IAF, IF, IBF. Rta: 405,32 J; 304 J; 202,7 J.

9) El aire de una habitación de dimensiones 5 x 5 x 4 m se dilata a presión constante (760 mmHg) escapándose por la ventana al pasar su temperatura de 15°C a 20°C, se considera como gas ideal. Deseamos saber: a) El volumen de aire que se escapa, b) El trabajo que realiza en la expansión al empujar el aire exterior, c) ¿Qué volumen ocuparía todo el aire de la habitación, el que queda y el que se escapa ,en las condiciones normales de presión y temperatura? Rta: 1736dm³, 175,84 kJ; 94,792 m³

10) Se comprime un gas a presión constante de 0,8 atm de un volumen de 9 L a un volumen de 2 L. En el proceso se escapan del gas 400 J de energía calorífica. A)¿Cuál es el trabajo realizado por el gas? B) ¿Cuál es el cambio de la energía interna del gas? Rta: - 567,5 J; 167,5 J

11) Un gas ideal inicialmente a 300 K se expande en forma isobárica a una presión de 2,5 KPa. Si el volumen aumenta de 1 m³ a 3 m³ y se agregan 12500 J de calor al sistema. Hallar:a)El cambio en la energía interna del gas,b)Su temperatura final. Rta: 7500 J; 900 K.

12)Un gramo de agua a presión atmosférica normal (1,013 x 10⁵ Pa) ocupa un volumen de 1 cm³, cuando esta agua hierve se convierte en 1671 cm³ de vapor de agua. Calcule el cambio de energía interna en este proceso. Lv agua: 2,26 x 10 ⁶ J/kg . Rta: 2091 J

Transferencia de calor: Radiación, convección y conducción

Leyes de los Gases

Aquí les dejo este Link para que practiquen leyes de los gases:
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/index.html

lunes, 12 de noviembre de 2012

Guía 7 : Calor y Temperatura

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Física

Guía 7

Temperatura, capacidad calorífica, calor latente, calorimetría

1)¿A qué temperatura coinciden las indicaciones del termómetro centígrado y el Fahrenheit? Rta: -40 °C.

2)La temperatura de ebullición del oxígeno es de 90,19 K. Determine dicha temperatura en las escalas Celsius y Fahrenheit. Rta: -182,81°C; -297 °C.

3)El cero absoluto de temperatura equivale a – 273,16 °C. Calcular: a)La temperatura del cero absoluto en grados Fahrenheit. B)El intervalo que existe entre el cero absoluto y el punto de fusión del hielo en la escala Fahrenheit. Rta: -459,69 °F, 491,69°F.

4)Se utilizan 2 Kcal para calentar 600 g de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.¿Cuál es el calor específico de la sustancia? Rta: 0,13333 cal/ g °C.

5)Una pieza de cadmio de 50 g esta a 20 °C, si se agregan 400 cal al cadmio. ¿Cuál es su temperatura final? Ce cadmio: 0,055 cal/g °C

6) Un trozo de 300 g de cobre se calienta en un horno y en seguida se deja caer en un calorímetro de 500 g de aluminio que contiene 300 g de agua, si la temperatura dl agua se calienta de 15°C a 30°C,¿cuál era la temperatura inicial del cobre?( suponga que no se pierde calor) ¿ Cuánto calor se debe agregar a 20 g de aluminio a 20 °C para fundirlo completamente? Ce _Al = 0,215 cal/g °C; Ce H₂O 1 cal /g °C; Ce _Cu 0,0 924 cal/g °C; L_fAl= 3,97 x 10⁵J/kg a 600 °C. Rta 250,51 °C; 4657,6 cal.

7) Un recipiente de espuma de estireno contiene 200 g de mercurio a 0 °C, a esto se le agrega 50 g de alcohol etílico a 50 °C y 100 g de agua a 100 °C, a) ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla? B)¿ Cuánto calor fue ganado o perdido por el mercurio, el alcohol y el agua? CeHg= 0,033 cal/g°C; alcohol etílico 0,58 cal /g °C y se desprecia la capacidad térmica de la espuma de estireno. Rta: 84,43 °C; 557,301 cal; 998,746 cal; 1556,05 cal.

8) Un bloque del Kg de cobre a 20°C, se deja caer en un recipiente con nitrógeno líquido el cual está hirviendo a 77 K. Suponiendo que el recipiente está aislado térmicamente de los alrededores, calcule el número de litros de nitrógeno que se evaporan durante el tiempo que tarda el cobre en llegar a 77 K. Ce Cu= 0,0924 cal/g °C; Lv = 48 Cal/g; y una densidad de 0,8 g/cm3. Rta: 520,1 x 10^-3 L

9) En un recipiente aislado se agregan 250 g de hielo 0°C a 600 g de agua a 18°C. a) ¿Cuál es la temperatura final del sistema? Ce Pb= 0,0305 cal /g °C. Rta: 57,6 cal; 629,5 °C.

10)Una bala de plomo de 3 g que viaja con rapidez de 400 m/s se detiene en un árbol. Si toda su energía cinética se transforma en energía térmica, encuentre el incremento en la temperatura de la bala. Ce Pb = 0,0305 cal/g °C. Rta: 57,6 cal; 629,5 °C

11) Una rueda de 50 kg de masa y 50 cm de radio, gira con una velocidad de 3000 rpm. Sobre la periferia se aplica una fuerza constante que la hace parar en un minuto. Calcular: a) valor y signo de la aceleración angular, b) número de vueltas que da la rueda en el minuto considerado, c) valor de la fuerza aplicada, d) pérdida de la energía cinética de rotación que experimenta la rueda al pararse, e) Si el 40% de esta energía, transformada en calor, se emplea en fundir hielo a 0°C, ¿ qué masa de hielo se fundirá? Rta: 5/3 π rad/s²; 1500 vueltas; 125/3 π N; 62500 π² J; 738 g.

12)Para enfriar 100L de agua de 90 °C a 10°C, contenido en un depósito, se hace pasar a través de un tubo en serpentín agua a 0°C. Después de su recorrido, el agua del tubo sale a 10 °C y pasa 2 L de agua por segundo. ¿Cuánto tiempo pasará para que toda el agua del depósito esté a 10°C? Rta: 6 min 40 s.

13) Calcular la cantidad de calor consumido por 3 Kg de hielo que está a -20 °C para transformarlo íntegramente en vapor y calentarlo hasta 150 °C. Ce hielo 0,5 cal/g °C; Ce vapor 0,45 cal/g°C; Lf hielo = 80/g; Lv agua= 540 Cal/g. Rta: 9459 x 10³J

domingo, 4 de noviembre de 2012

Guía 6 :Calor molar de vaporización, tensión superficial, capilaridad y viscosidad

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería agronómica

Física

Guía 6

Calor molar de vaporización, tensión superficial, capilaridad y viscosidad

1-El calor de vaporización del tetraclorometano , CCl₄, es 0,05087 kcal/g a 20 °C. ¿Cuál es su calor molar de vaporización? Rta: 7,82 Kcal/mol

2- El calor de vaporización del éter dietílico, C₄H₁₀, es 6,72 Kcal/mol a 30 °C. ¿Cuál es su calor de vaporización en Kcal/g? Rta: 0,1158Kcal/g

3-a) ¿ Cuál es la presión (manométrica) en el interior de una burbuja de jabón de 2 cm de radio formada a partir de una disolución cuya tensión superficial es 0,06 N/m?b- ¿ Cuál es la presión máxima si el capilar es de 0,02 cm de radio?Rta: 12N/m²; 600 N/m²

4- a) La pata de un insecto parado en el agua forma una depresión de radio 2 mm y un ángulo de 40°. ¿Cuánto peso soporta esta depresión? b- ¿ Cuál es la masa del insecto, suponiendo que está siendo sostenido por igual sobre las seis patas? = 0,0727 N/m. Rta: 7 x 10^-4 N; 0,43 g

5-a) ¿ A qué altura h ascenderá el etanol en un capilar de 0,5 mm de radio si el ángulo de contacto es cero? B) En un experimento con un capilar de un cierto material, se obtiene que el alcohol asciende hasta una altura de 1,09 cm. ¿ Cuál es el ángulo de contacto entre el alcohol y el material del capilar? δ=791 kg/m³; =0,0227N/m. Rta: 1,17 cm ; 21°28’ 41’’

6- Por un tubo cilíndrico de 50 cm de longitud y 2 mm de diámetro interior circula agua, si la diferencia de presión a lo largo del tubo es de 10 cm de Hg y la viscosidad del agua es 1 cP, calcúlese la cantidad de agua que fluye por un tubo en 1 min. Rta: 630 g

7- Determinar el radio de una tubería 3 m de longitud con una depresión de 5 bar entre sus extremos, para que circule agua con la velocidad crítica, siendo el n° de Reynolds = 2000. ɳ del agua = 1 cP

8- Calcular la máxima velocidad que adquiere una burbuja de aire de 1 mm de radio en el seno de glicerina. δaire0,001293 g/cm³; δglicerina=1,26 g/cm³; ɳ=8,3 P. Rta: - 0,33 cm/s

9- Un bloque de hielo de 1,2 m de largo por 0,8 m de ancho es arrastrado sobre una superficie horizontal lubricada por una capa de agua de 0,10 mm de espesor. Determine la magnitud de la fuerza que se necesita para tirar del bloque con una rapidez constante de 0,5 m/s. A 0°C, la viscosidad del agua es 1,79 x 10 ^-3 Ns/m². Rta: 8,59 N

10- Un tubo horizontal recto de 1 cm de diámetro y 50 m de longitud transporta aceite con un coeficiente de viscosidad de 0,12 Pa s. En la salida del tubo, el gasto es de 8,6 x 10^-5 m³/s y a la presión de 1 atm. Determine la presión manométrica a la salida del tubo.

11- La aorta de los seres humanos tiene un diámetro de alrededor de 2 cm y, en determinados momentos, la rapidez de la sangre que pasa por ella es de 55 cm/ s. ¿ Es turbulento el flujo d sangre? La δde la sangre es 1050 kg/m³y su coeficiente de viscosidad es de 2,7 x 10^-3 N/s/m2. Rta:4277,7

12- a) La savia, que en verano consiste sobre todo en agua, sube en los árboles por un sistema de capilares de radio r=2,5 x 10^-5 m. El ángulo de contacto es 0°. La densidad del agua es 10 3Kg/m³. ¿Cuál es la máxima altura a que puede subir la sabia en un árbol a 20°C? ; =7,28 x 10 ^-2 N/m. Rta: 0,594 m

b) Como los árboles alcanzan varios metros de altura, el efecto capilar no puede explicar el suministro de savia a la copa de un árbol. ¿ cómo se explica el ascenso del savia en ellos?

13- Por una tubería de 1,3 cm de radio circula petróleo de densidad 0,85 g/cm³ y 11,4 cP de coeficiente de viscosidad, a una velocidad de 1 m/s. Determine el régimen con el que circula el petróleo. Rta: 1938,5

14- Por una tubería cilíndrica horizontal, de 6 cm de radio y 25 m de longitud, pasa un líquido de densidad 1076 kg/m³ y un coeficiente de viscosidad de 180 cP. Si tiene un caudal de 1 L/s. Calcular:a)N° de Reynolds, b)pérdida de presión en tal longitud, c) potencia que consumiría una bomba si hiciese circular ese caudal. Rta: 63,4; 884,2 Pa; 0,88 W

15- La arteria pulmonar conectada al corazón con los pulmones tiene un radio interno de 2,6 mm y 8,4 cm de longitud. Si la caída de presión entre el corazón y los pulmones es de 400 Pa, ¿cuál es la rapidez media de la sangre en la arteria pulmonar? ɳ=2,08 x 10^-3Pa/s Rta: 1,9 m/s

16- la velocidad media de la sangre en la aorta, r=1,19cm, durante la parte estacionaria del latido del corazón es de unos 35 cm/s. ¿ El flujo es laminar o turbulento? ɳ=2,08 x 10^-3Pa/s ; δ_sangre= 1,050x 10³ kg/m³

17- Calcule l velocidad de caída de una gota de lluvia de 10^-3 cm de radio, la ɳ aire=1 x10^-3 Pa s, la densidad del agua es 1x 10³ kg/m³, la densidad del aire es 1 kg/m³. Rta: 2,18 m/s

18- La caída de presión a lo largo de una arteria horizontal es 100 Pa. El radio de la arteria es 0,010 m y el flujo es laminar. A)¿Cuál es la fuerza neta sobre la sangre en este fragmento de arteria? Si la velocidad media de la sangre es de 1,5 x 10^-2 m/s, b)¿Cuál es la potencia necesaria para mantener el flujo? Rta: 3,14 x 10^-2 N; 4,71 x 10^-4W

viernes, 26 de octubre de 2012

Ley de Laplace

viernes, 5 de octubre de 2012

Hidrodinámica: ejercicio

Hidrodinámica: ecuación de Bernoulli

La hidrodinámica estudia el movimiento de los fluidos. En este video analizaremos la ecuación de Bernoulli: que significa cada término de la ecuación. Veremos como son los cambios de presión hidrodinámica a lo largo de tuberías que cambian de sección. Analizaremos la relación entre sección, velocidad y presión en un fluido en movimiento.

Introducción a la hidrodinámica

La hidrodinámica estudia el movimiento de los fluidos. Aprenderemos conceptos como el caudal y la velocidad de movimiento. Revisaremos la Ecuación de continuidad. Analizaremos los conceptos aplicados a tuberías con cambios de sección y tuberías bifurcadas. Analizaremos la velocidad de la sangre a través de los grandes y pequeños vasos sanguíneos y veremos la relación entre sección y velocidad.

miércoles, 12 de septiembre de 2012

Guía 5:Hidrostática - hidrodinámica

Universidad de Concepción del Uruguay
Ingeniería Agronómica
Física
Práctica: I

1) ¿Qué volumen de un recipiente se requiere para almacenar 20 toneladas de peso de una sustancia cuya densidad relativa es 13,6. Rta: 1,471 m3

2) Sabiendo que al nivel del mar, la presión de la atmósfera equivale a una columna hidrostática de 760 mmHg ( cuya densidad relativa es 13,6). Si la sustancia manométrica fuera el benceno líquido cuya densidad relativa es 1,5. ¿ Cuánto sería la columna hidrostática? Rta: 6,8 m

3) Calcula la fuerza mínima necesaria para elevar un automovil que pesa 1500 kgf, por medio de una prensa hidráulica que tiene su émbolo menor de 12 cm de diámetro y el otro émbolo de 1,13 m. Rta: 16,456 kgf

4) Las secciones de los émbolos de un gato hidráulico son circulares y de radio Rb = 5 cm y Ra = 50 cm. La longitud total de la palanca que acciona el émbolo pequeño es de 1m y, la distancia entre el punto de aplicación de la potencia al de la resistencia es 75 cm. Aplicando a la palanca una fuerza de un kgf, ¿ qué fuerza se transmite al émbolo mayor? a) Si el émbolo está al mismo nivel, b) Si el pistón grande se encuentra a 1 m por debajo del pequeño. El líquido en el gato es agua.

5) Los dos pistones de una prensa hidráulica tienen por secciones A = 5 cm2 y A´= 2 dm2, la palanca de segundo género que sirve para manibrar la bomba tiene por brazos longitudes de 10 cm y 1 m. Se ejerce en el extremo de la palanca una fuerza de 1 kgf. Se pide: a) ¿ Qué peso podrá levantar la prensa? b) ¿ Cuál es el desplazamiento del pistón mayor cuando el pequeño se baja 10 cm?Rta: 400 kgf; 0,25 cm

6) En un recipiente cúbico de 10 cm de lado se encuentra un gas a la presión de 15 atm; si la presión exterior ( atmosférica) es de 750 mm Hg. ¿ Cuál es la fuera total que soporta una pared del recipiente? Rta: 1,419 x 10⁴N.

7) En unos vasos comunicantes hay agua y mercurio. La diferencia de alturas de los niveles del Hg en los vasos es h= 1 cm. Calcular la altura de aceite que se debe añadir por la rama del mercurio para que el nivel de éste en los dos casos sea el mismo. Densidad del mercurio 13,6 g/cm³ y del aceite 0,9 g/ cm³. Rta: 15,11 cm

8) ¿Qué fracción de volumen de un iceberg sobresale del agua? Densidad del agua de mar: 1,03 g/cm³ del hielo 0,92 g/cm³. Rta: 11%

9) Un trozo de madera de 1 kg de peso y densidad 0,6 se lanza verticalmente hacia abajo con una velocidad de √2 m/s desde un punto situado a 5 m de altura sobre la superficie de un depósito de aceite de densidad 0,9. Si se desprecian las resistencias del aire y del aceite, calcular: a) La velocidad con que llega a la superficie del líquido. b) El empuje que sufre una vez sumergido. c) La aceleración con que se mueve en el interior del líquido. d)La profundidad a que desciende. Rta: 10m/s; 1,5 kgf; 4,9 m/s²; 10,2 m.

10) ¿ Qué fracción de volumen de una pieza sólida de metal de densidad relativa al agua de 7,25 flotará sobre un Hg de densidad relativa de 13,57? Rta: 53,4%

11) Un cuerpo homogéneo prismático de 20 cm de espesor, 20 cm de ancho y 40 cm de longitud se mantiene en reposo sumergido en agua a 50 cm de profundidad, al aplicar sobre él una tensión de 50 N. ¿ Cuánto pesa en el aire y cuál es su densidad relativa? Rta: 1312,5 kg/m³; 210 N

12) Responde y justifica tus respuestas:

a- ¿ Qué sucede si tapado el orificio de salida de una jeringa tratan de empujar el émbolo cuando está llena de aire?¿ Qué sucedería si estuviera llena de agua?¿ Por qué?

b- ¿Por qué las burbujas de aire aumentan su volumen al subir?

c- ¿Por qué no se puede extraer agua con una bomba aspirante desde una napa más profunda que 10 m?
.

13) Una balanza está equilibrada con dos cuerpos de diferentes volúmenes. ¿Seguiría equilibrada esta balanza si se sumergiera en agua? En caso negativo, ¿hacia qué cuerpo se desequilibraría?¿Por qué?

14) Considere el sistema de la figura donde el tubo está lleno de aceite de densidad igual a 0,85 g/cm³. Uno de los recipientes está abierto a la atmósfera y el otro está cerrado y contiene aire. Determine la presión en los puntos A y B si la presión atmosférica es 1 atm. Rta: 0,79449 atm; 0,95889 atm

15) Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor, calcular la superficie mínima que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un náufrago de 70 kg. Densidad del corcho 0,24 g/cm³.Rta: 9210 cm²

Hidrodinámica

1) Considérese una manguera de sección circular de diámetro interior de 2 cm, por la que fluye agua a una tasa de 0,25 litros por cada segundo.¿ Cuál es la velocidad del agua en la manguera? El orificio de la boquilla de la manguera es de 1 cm de diámetro interior. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua? Rta: 79,6 cm/s; 316,5 cm/s

2) Por una tubería inclinada circula agua a razón de 9 m³/min. En la parte superior el diámetro es 30 cm y la presión es de 1 kgf/cm². ¿ Cuál es la presión en la parte inferior sabiendo que el diámetro es de 15 cm y que el centro de la tubería se halla 50 cm más abajo considerado desde la parte superior? Rta: 724953,5 dina/cm²

3) Un fluido incompresible fluye de izquierda a derecha por un tubo cilíndrico. La densidad de la sustancia es de 105 utm/m³.Su velocidad en el extremo es v₀= 1,5 m/s, y la presión allí es de P₀ = 1,75 Kgf /cm² y el radio de la sección es R₀ = 20 cm. El extremo de salida está 4,5 m abajo del extremo de entrada y el radio de la sección allí es r₁ = 7,5 cm. Encontrar la presión P₁ en ese extremo. Rta: 1,62 kgf/ cm²

4) Expliquen las diferencias fundamentales entre: flotar ( en un globo), planear ( en un planeador), volar (en un avión).

5) Relacionen el concepto de conservación de la energía con la ecuación de Bernoulli y con la viscosidad?

6) Justificar cada respuesta:

a)¿ Por qué cuando nos duchamos con agua caliente a gran presión, la cortina se va hacia adentro como atraída por nosotros?

b) ¿ Por qué a pesar de caer desde tan alto el granizo no hace los destrozos esperables de tan vertiginosa caída?

c)¿ Por qué los glóbulos rojos de la sangre viajan por el centro del vaso?

7) Un líquido de densidad de 1 kg/L se mueve de 3 mm/s por un tubo horizontal de 2 cm de diámetro. En cierta parte, el tubo reduce su diámetro a 0,5 cm. a) ¿ Cuál es la velocidad del líquido en la parte angosta del tubo? B) ¿ Cuál es la diferencia de presión del líquido a ambos lados del angostamiento? C) ¿ Bajo qué hipótesis son válidas sus respuestas? Rta: 48 mm/seg; -1,15 Pa; a cargo del alumno.

8) Se llena una manguera con nafta y se cierra por sus extremos. Se introduce un extremo en un depósito con nafta a 0,3 m por debajo de la superficie y el otro a 0,2 m por debajo del primer extremo y se abren ambos extremos. El tubo tiene una sección transversal interior de área 4 x 10^-4 m². La densidad de la nafta es 680 kg m^-3. a)¿ Cuál es la velocidad inicial de la nafta? b)¿ Cuál es el caudal inicial del flujo? Rta: 3,16 m/s; 1,26 x 10^-3 m³/s (Hay gráfica)

9) Dos líquidos inmiscibles se encuentran en equilibrio formando capas de igual espesor, en un recipiente abierto por arriba y sometido a la presión atmosférica. Las presiones en los puntos A (a la mitad de la capa superior) y B (fondo) son: P_A= 1,2 atm y P_B = 2,6 atm. Si δ_A es la densidad del líquido superior. ¿Cuánto vale la densidad del líquido inferior? Rta: 3 δ_A

10) Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1,3 x 10 ³ kg/m³ es horizontal en h₀ = 0 m. Para evitar un obstáculo, el tubo se debe doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h₁ = 1 m. El tubo tiene área transversal constante. Si la presión en la sección inferior es P₀ = 1,50 atm, calcule la presión P₁ en la parte superior. Rta: 1,38 atm

11) a) Explicar: a) coeficiente de contracción, b) gasto teórico y práctico.

b)Un depósito de gran sección cerrado contiene agua y sobre ella aire comprimido, ejerciendo una presión de 5 atm. A una distancia vertical a 2 m bajo la superficie libre del líquido hay practicado un orificio circular de 0,4 cm de diámetro situado a 1 m sobre el suelo. Si la presión atmosférica es de 1 atm y el coeficiente de contracción de la vena líquida es 0,61, calcular: 1)La velocidad de salida del agua, b) el gasto teórico y práctico, 3) el alcance horizontal de la vena líquida, 4)la velocidad del líquido al llegar al suelo, 5)el ángulo que forma tal velocidad con la horizontal. Rta: 28,7m/s; 360,6 m³/s; 220 cm³/s, 13m; 29 m/s; 8° 46´

12) Un recipiente para guardar agua, abierto a la atmósfera por su parte superior, tiene un pequeño orificio en la parte inferior, a 6 m por debajo de la superficie del líquido.(a) ¿Con qué rapidez sale agua por el orificio? (b) Si el área del orificio 1.3 cm,¿cuál es el gasto de agua que sale por el recipiente?Rta: 10,8 m/s;1,4 x 10 ^-3m³/s

13) El agua fluye con un gasto de 6 m3/min, a través de una pequeña abertura en el fondo de un gran tanque cilíndrico, que está abierto a la atmósfera en la parte superior. El agua del tanque tiene 10 m de profundidad. (a) ¿Con qué rapidez sale el chorro de agua por la abertura? (b¿Cuál sería el gasto

de agua de la fuga de agua, si se aplica una presión adicional equivalente a ¾ de la presión atmosférica?Rta: 14m/s;8m³/min

martes, 11 de septiembre de 2012

viernes, 7 de septiembre de 2012

Principio de Arquimedes II

Este video es una continuación del video “Principio de Arquímedes I”: veremos porque los cuerpos flotan en un fluido y cómo funcionan los submarinos. Resolveremos juntos un ejercicio modelo de arquímedes.

Principio de Arquímedes I

Aprenderemos el Principio de Arquímedes: introduciremos el concepto de la fuerza empuje o fuerza de flotación. Aprenderemos sobre el peso aparente de los cuerpos sumergidos en un fluido.

Principio de Pascal

Introduciremos el Principio de Pascal. Veremos cómo se aplica este concepto a la circulación sanguínea. Aprenderemos que es una prensa hidráulica. Veremos el factor de multiplicación de la fuerza y resolveremos un ejercicio modelo

Introducción a la hidrostática

La hidroestática es el estudio de los fluidos estacionarios. En este video revisaremos los conceptos de densidad y peso específico. Veremos que la unidad de presión es el PASCAL. Analizaremos la diferencia de presión entre dos puntos y resolveremos un ejercicio modelo.

Actividad: W y Ec

Desarrollar el teorema de trabajo y energía.

Fuerzas conservativas

Trabajo y energía

lunes, 3 de septiembre de 2012

Práctico 5: Trabajo y energía

Universidad de Concepción del Uruguay

Ingeniería Agronómica

Física

Guía 5

Trabajo y energía

1)Una gota de lluvia (m = 3,35 x 10^-6 kg) cae verticalmente con rapidez constante bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Después de que la gota ha descendido 100 m. Cuál es el trabajo realizado por: a) la gravedad, b) la resistencia del aire. Rta: 0,03283 J; - 0,03283 J

2) Un bloque de 15 kg, se arrastra sobre una superficie rugosa por una fuerza de 70 N que actúa a 20 ° sobre la horizontal. El bloque se desplaza 5 m y el coeficiente de fricción cinética es de 0,3. Realiza un diagrama de cuerpo libre y determine el trabajo efectuado por: a) La fuerza de 70 N, b) La fuerza normal, c) La fuerza de gravedad, d)¿ Cuál es la energía cinética perdida debido a la fricción, e) Encuentre el cambio total en la energía cinética del bloque.

3) Una partícula esta sometida a una fuerza Fx que varía con la posición, como se ve en la figura. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza sobre la partícula cuando se mueva. A) de x= 0 a x = 5 m; b) x= 5 a x = 10 m; c) x = 10 a x= 15 m; d) ¿Cuál es el trabajo total realizado?

4) Se sabe que un móvil está subiendo por una rampa inclinada, con rozamiento, a velocidad creciente. Cuáles son verdaderas de las siguientes afirmaciones: 1) La energía mecánica es constante. 2) La suma de los trabajos de todas las fuerzas es cero. 3) El rozamiento compensa exactamente el peso del cuerpo. 4) Actúa alguna fuerza exterior, aparte del peso y del rozamiento, que hace el trabajo distinto de cero. 5) El trabajo de la fuerza resultante es > 0.

5) ¿ Qué fuerza de rozamiento constante detiene en 20 m a un tejo de 100 g que se desplaza por un piso horizontal con una velocidad inicial de 20 m/s y en cuanto tiempo?

a) 0; 1 s b) 1N; 2 s c) 10 N; 4 s

d)100N; 10 s e) 1000 N; 2 s f) 10000 N; 4 s

6) ¿Qué potencia media en HP entrega el motor a un auto de 1500 kg que parte del reposo y alcanza en 30 s una velocidad de 30 m/s? Aproximadamente.

a) 22500 b) 30,2 c) 22,5

d) 904,8 e) 27,1 x 10³ f) ninguno

7) Un hombre da un empujón a una caja cuya masa es de 4 kg. Como consecuencia la misma se desplaza con una velocidad inicial de 6 m/s por el plano horizontal. Luego comienza a subir por un plano inclinado de 30°. Hay rozamiento entre el cuerpo y la superficie del plano inclinado. Por esta causa, el cuerpo, se detiene a una altura de 1,5 m en vez de detenerse más arriba. A) Calcular la fuerza de rozamiento que actúa sobre el cuerpo, suponiendo que es constante,b) ¿ Cuál será la velocidad del cuerpo al pie del plano inclinado, cuando retorne? Rta: 4 N; 4,9 m/s

8) Tanto el momento de torsión como el trabajo son productos de fuerza por distancia. Explica la diferencia entre ambos. ¿Tienen las mismas unidades?

9) Es necesario hacer trabajo sobre un cuerpo para producir cada uno de los siguientes cambios de estado: a) Cambiar el módulo de la velocidad pero no su dirección, b) Cambiar la dirección de la velocidad pero no su módulo.

10) Una pelota de futbol, cuya masa es de 450 g, se desplaza horizontalmente a una rapidez de 18 m/s. Si al impactar sobre los guantes del arquero los mueve hacia atrás una distancia de 20 cm hasta detenerse, ¿cuál es la intensidad de la fuerza ejercida por el deportista sobre la pelota, suponiendo que ésta sea constante? Rta: 364,5 N

11) Determinen cuál es el valor de la velocidad que necesita un saltador de garrocha para pasar sobre una barra ubicada a 4,8 m de altura, suponiendo que el centro de gravedad del atleta está inicialmente a 1 m sobre el suelo. Rta: 8,63 m/s.

12) Un cuerpo de masa de 10 kg se deja caer desde un punto A, situado a 6 m de altura, por un plano inclinado de 30°. Luego se desplaza por un plano horizontal hasta que sube por otro plano inclinado de 45 °, despreciando el rozamiento. Calcular: a) ¿Cuál será la energía cinética en el punto B? b)Cuáles serán: la energía mecánica, potencial y cinética del cuerpo en el punto C situado a 2 m de altura? C) ¿ Cuál será la velocidad del cuerpo cuando se mueve en el plano horizontal? D) ¿A qué altura del segundo plano inclinado se detendrá? Rta: 600 J; 200 J 10,95 m/s, 6 m.

13) Un coche compacto, tiene una masa de 800 kg y su eficiencia esta cercana al 18% (esto es 18 % de la energía del combustible se entrega a las ruedas). Encuentre la cantidad de gasolina empleada para acelerarlo desde el reposo hasta 27 m/s. Use el hecho de que la energía equivalente a 1 galón de gasolina es 1,34 x 10 ⁵ J. Si demora 10 s en alcanzar la velocidad, ¿ qué distancia se desplaza? Rta: 1,24 x 10^-2 galones; 135 m.

viernes, 31 de agosto de 2012

Trabajo y energía:teoría

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica/4quincena6/4q6_index.htm

jueves, 30 de agosto de 2012

Trabajo y energía II:ejercicios

Resolveremos un ejercicio modelo de energía mecánica. Analizaremos el concepto de potencia de una máquina.

Trabajo y energía I:conceptos

Introduciremos los conceptos de trabajo, energía y potencia en la física. Veremos qué diferencia existe entre trabajo y energía. Aprenderemos sobre la energía potencial gravitatoria, la energía cinética y la energía mecánica.

lunes, 27 de agosto de 2012

PRÁCTICO 4: Movimiento Circular

Práctico 4: Movimiento Circular

1) Determinen cuales de las siguientes expresiones son verdaderas. Justifiquen sus respuestas.

a) Cuando un cuerpo realiza un movimiento circular variado, su aceleración es tangente a la circunferencia.

b)Cuando la aceleración angular del cuerpo es constante, el módulo de la componente tangencial de la aceleración es constante.

c) Si el módulo de la velocidad lineal de un cuerpo se mantiene constante, su aceleración tangencial vale cero.

2) Un disco de 10 cm de radio parte del reposo y comienza a girar alrededor de un eje horizontal que pasa por su centro, con una aceleración angular constante de 2 rad/s 2. un punto P en el vorde del disco se encuentra al iniciarse el movimiento en la misma vertical del centro y encima de él. Calcúlese al cabo de un segundo. a) La posición al cabo de un segundo,b)su aceleración centrípeta,c) la aceleración tangencial,d)la aceleración resultante.Rta: 1 rad; 0,4 m/s²;0,2 m/s²;0,447 m/s².

3)Un ciclista y su máquina pesan en conjunto 80 kgf y recorren una pista circular de 2,4 m de radio.La velocidad en el punto más bajo es de 9,8 Ö2 m/s.a) Calcular la aceleración centrípeta en el punto más alto,b)Hallar la fuerza que ejerce la pista sobre la bicicleta en el punto más alto,c) ¿Con qué fuerza presiona la bicicleta contra la pista?d) ¿Cuál es la velocidad que ha de tener la bicicleta en el punto más alto para no despegarse de la pista?Rta: 9,899 m/s; 253,333 kgf;a cargo del alumno; 4,85 m/s.

4) Un automóvil cuyas ruedas tienen un radio de 30 cm, marcha a 50 km/h, en cierto momento su conductor acelera hasta alcanzar 80 km/h, empleando en ello 20 s. Calcular la aceleración angular de las ruedas y el número de vueltas que dio en ese tiempo. Rta: 1,39 rad/s², 191,6

5) El móvil P, describe un movimiento circular horizontal uniforme de 0,5 m de radio, efectuando 5 vueltas por segundos. Calcular la aceleración centrípeta cuando pasa por el punto A. Rta: 493,48 m/s²

6) Una rueda de la fortuna gira 4 veces cada minuto y tiene un diámetro de 18 m.a) ¿Cuál es la aceleración centrípeta del pasajero? Qué fuerza ejerce el asiento sobre un pasajero de 40 kg: b) en el punto más bajo del viaje, c) en el punto más alto,d) ¿ qué fuerza ejerce el asiento sobre un viajero cuando este se encuentra a la mitad entre los puntos más alto y más bajos?Rta: 1,57 m/s²

454,8 N; 329,2N; 397 N

7) Un carro de montaña rusa tiene una masa de 500 kg cuando está lleno de pasajeros. a) Si el vehículo tiene una rapidez de 20 m/s. En el punto A,a) ¿cuál es la fuerza ejercida por la pista sobre el vehículo en ese punto.b)¿ cuál es la rapidez máxima que el vehículo alcanza en B y continúa sobre la pista? Rta: 2900 N; 12,12 m/s.

8) En el modelo atómico de Bohr del átomo de hidrógeno, la rapidez del electrón es aproximadamente 2,2 x 10⁶ m/s. Encuentre: a) La fuerza que actúa sobre el electrón cuando esto giran en una órbita circular de 0,53 x 10^-10 m de radio. b)La aceleración centrípeta del electrón. Masa e- = 9,11 x 10 ^-31 kg. Rta: 83,192 x 10^-9 N; 9,132 x 10²² m/s²

sábado, 25 de agosto de 2012

Introducción a la fuerza centrípeta I

miércoles, 22 de agosto de 2012

Guía 3: Impulso y Cantidad de Movimiento

Universidad de Concepción del Uruguay Ingeniería Agronómica

Física

Prof: María Elena Ramounat

Prof: Luis Asin

Guía 3

Impulso y Cantidad de Movimiento

1-Determinar el impulso que produjo una fuerza horizontal constante, tal que aplicada a un objeto de 6 kg que estaba en reposo sobre un plano horizontal sin rozamiento le hizo recorrer 5 m en 2s. Rta: 30 kg m/s

2- Juan avanza en línea recta con su automóvil a una velocidad V_o y el conjunto Juan automóvil tiene una masa m_o, ¿ En qué situación es mayor el vector impulso que recibe el conjunto?

a-Choca contra una pared y rebota retrocediendo con una velocidad 10 veces menor.

b-Choca contra una pared y queda detenido.

c-Frena hasta detenerse para que pase una anciana.

d-Acelera en el mismo sentido duplicando la velocidad.

e-Prosigue la marcha a igual velocidad.

3)Con cada latido del corazón se expulsan alrededor de 0,07 kg de sangre desde el ventrículo izquierdo a la aorta a una velocidad de unos 0,30 m/s. Si el cuerpo está completamente aislado de fuerzas externas, retrocederá con una velocidad V₂, hallar la velocidad de retroceso para una persona de 70 kg. Rta: -3x10^-4m/s.

4-Un tronco de árbol, de 50 kg, se desplaza flotando en un río a 10 m/s, un cisne de 10 kg intenta aterrizar en el tronco mientras vuela a 10 m/s en sentido contrario al de la corriente,sin embargo resbala en el tronco, saliendo por el otro extremo a 4m/s. Calcula la velocidad en que se moverá el tronco en el instante en que el cisne lo abandona.Rta: 8,8 m/s

5-Un automóvil de 1500 kg de masa choca contra un muro, la velocidad inicial es -15m/s y la velocidad final es 2,6 m/s. Si el choque dura 0,15 s, encuentre el impulso debido a éste y la fuerza promedio ejercida sobre el automóvil. Rta: 26400 N s; 176000N

6- Se lanza una bola de 0,1 kg en línea recta hacia arriba en el aire con una rapidez inicial de 15 m/s. Encuentre la cantidad de movimiento de la bola, a) en su máxima altura , b)a la mitad de su camino hacia el punto máximo?

7- a) Si la cantidad de movimiento de un objeto se duplica en magnitud.¿ Qué ocurre con su energía cinética? B) Si la energía cinética de un cuerpo se triplica, ¿qué sucede con su cantidad de movimiento?

8)a) Una partícula de masa m se mueve con un momento P, a) muestre que la energía cinética de la partícula está dada por: K = p²/ 2m

b) Expresa la magnitud del momento de la partícula en términos de la energía cinética y su masa.

9) Una pelota de 0,15 kg de masa se deja caer del reposo desde una altura de 1,25 m,rebota en el piso alcanzando una altura de 0,96 m. ¿ Qué impulso le dio el suelo a la pelota?Rta: -0,09kg m/s

10) Un automóvil de 1000 kg llega a la bocacalle en un cruce, moviéndose a 2m/s en dirección Norte- sur y, también llega un camión de 3000kg, moviéndose a 0,5 m/s en dirección Oeste-este. Determinar la cantidad de movimiento de cada uno. Suponiendo que chocan y quedan enganchados, determinar con qué velocidad se moverán un instante después de chocar.Rta: 0,625 m/s

12)Un jugador de futbol americano de 90 kg corre al este con una velocidad de 5 m/s, es atajado por un oponente de 95 kg que corre al norte con una velocidad de 3 m/s.Si la colisión es perfectamente inelástico, a) calcule la velocidad y la dirección de los jugadores inmediatamente después del choque,b) determine la energía mecánica perdida como resultado de la colisión. Rta: 2,87 m/s; 790,59 J

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domingo, 16 de diciembre de 2012

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