T2. 2m3g65

EXAMEN T2 NOMBRE DEL CURSO: FÍSICA II Duración: 75 min. ESTUDIANTE: CARRERA:

Calificación: FECHA:

CÓDIGO:

Instrucciones:  



Desarrolle en forma ordenada las siguientes preguntas, utilizando lapicero de color azul o negro, los cálculos con lápiz no serán considerados para su calificación. El alumno que sea sorprendido plagiando y/o intercambiando información con su compañero, tendrá nota cero. Durante la evaluación los celulares deberán estar apagados y guardados, caso omiso se considerara como plagio.

Desarrolle: (4pts) 1.- La figura ilustra un medidor Venturi, que se usa para medir la rapidez de flujo en un tubo. La parte angosta del tubo se llama garganta. Calcule la rapidez de flujo v_2 en términos de las áreas transversales A_1= 14 cm^2 y A_2= 6 cm^2 y la diferencia de altura 5,60 cm del líquido (agua) en los dos tubos verticales.

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

CICLO 2015 - 1

(4pts) 2.- El tubo horizontal de la figura tiene área transversal de 40,0 cm^2 en la parte más ancha y de 10,0 cm^2 en la constricción. Fluye agua en el tubo, cuya descarga es de 6.00 x 10^ {-3} m^3/s (6.00 L/s). Calcule: a) La rapidez de flujo en las porciones ancha y angosta. b) La diferencia de presión entre estas porciones. c) La diferencia de altura entre las columnas de mercurio en el tubo con forma de U.

(4pts) 3.- Por una tubería de 1,3 cm de radio circula petróleo de densidad 850 kg/m3 y 11,4 de coeficiente de viscosidad, a una velocidad de 1 m/s. Determine el régimen con el circula el petróleo.

(4pts) 4.- A través del medidor venturí de la figura fluye hacia abajo aceite con gravedad específica de 0.90. Si la deflexión del manómetro h es de 26 pulg, calcule el flujo volumétrico del aceite.

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

CICLO 2015 - 1

(4pts) 5.- Dos tramos de concreto ( = 12x10-6 0C-1) de un puente de 250m de largo se colocan extremo con extremo para que no haya posibilidad de expansión (ver figura). Si hay un aumento de temperatura de 20 0C, encuentre la altura, y, a la cual estos extremos se pandean.

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

CICLO 2015 - 1

L = Longitud final Lo = Longitud inicial (250 m) α = coeficiente de dilatación lineal (12 .10^-6 [1/ºC]) ∆T = variación de temperatura (20ºC) Remplazando valores: L = 250 (1 + 12 .10^-6 . 20) = 250,06 m Esa es la longitud final de los carriles de concreto. Normalmente, si pudieran expandirse libremente, ese incremento de longitud de 0,06 m se daría en sus extremos, pero al no haber junta de dilatación entre carriles consecutivos, la expansión no puede producirse así. Entiendo que en esas circunstancias hay dos posibles formas de expansión una elevando los extremos, allá donde entran en o con el carril siguiente, o la más lógica, que se produzca un pandeo en el carril y se eleve en su punto medio. En mi opinión esta segunda opción es la más lógica, así que voy a hacer los cálculos suponiendo un pandeo en el carril y su consecuente elevación en el punto central. Se formarían dos triángulos rectángulos cuyas hipotenusas serían de 250,06/2 = 125,03 m, uno de los catetos sería de 250/2 = 125 m y el otro sería precisamente la altura de elevación que buscamos. h = √(125,03² – 125²) = 2,74 m La solución anterior es una buena aproximación, pero quizás sea más realista considerar la forma final del carril deformado como un arco de circunferencia del que conocemos su longitud (s = 250,06 m) conocemos su cuerda (c = 250 m) y queremos hallar su flecha “h”. El problema geométrico sólo puede resolverse numéricamente por aproximaciones. Una fórmula aproximada es la que propone Wolfram http://mathworld.wolfram.com/CircularSeg... que para ángulos inferiores a 90º, como en este caso, tiene un margen de error inferior al 0,3% s ≈ √(c² + 16/3 h²) h = ½ √[3(s² – c²)] = ½ √[3(250,06² – 250²)] ► h = 2,37 m

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

CICLO 2015 - 1

Que como se ve, es algo inferior al encontrado por el método de los triángulos.

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

CICLO 2015 - 1