miércoles, 8 de marzo de 2023

Biofísica 1 P May 22 TU5 - 8. Fluidos

 Los tres tanques de la figura contienen agua hasta el mismo nivel . El tapón tapa un orificio de pequeña sección respecto a la sección del tanque. La viscosidad de agua se considera despreciable. Elegí la única opción verdadera referida a la velocidad de salida del agua por el orificio cuando quitan el tapón:

 



Tanque A

 

Patm + δ g h = Patm + 1/ 2 δ vA^2 ( Ecuación de Bernoulli)

 

Donde

Patm = presión atmosférica = 101300 Pa

δ = densidad del agua = 1000 kg/m3

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s2

h = altura desde la superficie libre hasta el tapón = (90 cm - 10 cm) = 0,8 m

vA = velocidad salida tanque A

 

Reemplazando y despejando vA

vA  = raíz ( 2 g h) = raíz ( 2 *  10 m/s2 0,8 m ) = 4 m/s

 

Tanque B

 

PintB + δ g h = Patm + 1/ 2 δ vB^2 ( Ecuación de Bernoulli)

 

Donde

PintB  = presión interior del tanque B  = 95000 Pa

vB = velocidad salida tanque A        

 

Reemplazando y despejando vB

vB  = raíz (PintB + δ g h  - Patm) / ( 1/ 2 δ ) )

vB =  raíz (95000 Pa + 1000 kg/m3  10 m/s2 0,8 m  - 101300 Pa) / ( 1/ 2 1000 kg/m3 )) 

vB = 1,84 m/s

 

Tanque C

 

Patm + F / A + δ g h = Patm + 1/ 2 δ vC^2 ( Ecuación de Bernoulli)

 

Donde

F   = fuerza sobre el embolo

A = área del émbolo

vC = velocidad salida tanque C        

 

Reemplazando y despejando vC

vC  = raíz (F/A + δ g h ) / ( 1/ 2 δ ) )  > raíz ( δ g h ) / ( 1/ 2 δ ) ) = 4 m/s

 

 

 La velocidad de salida en los tres tanques es la misma porque el nivel del agua es igual en los tres y el orificio está a la misma altura

Falso

 La presión sobre la superficie libre del líquido es distinta

 

 La velocidad de salida en el tanque A es de 16 m/s

Falso

 vA = 4 m/s

(Ver desarrollo)

 

 La velocidad de salida en el tanque A es de 4,47 m/s

Falso

vA = 4 m/s

(Ver desarrollo)

 

 La velocidad de salida en el tanque B es de 4 m/s

Falso

vB = 1,84 m/s

(Ver desarrollo)

 

 La velocidad de salida en el tanque B es mayor que 4 m/s

Falso

vB = 1,84 m/s

(Ver desarrollo)

 

█ La velocidad de salida en el tanque C es mayor que 4 m/s

Verdadero

vC = 4 m/s

Ver desarrollo

 

No hay comentarios:

Publicar un comentario