PROBLEMAS DE HIDRODINÁMICA COMO INVESTIGACIÓN. 1

13 Problemas de Hidrodinámica para Bachillerato y/o primeros cursos de Universidad, resueltos como actividad de investigación. De cada problema se aporta una resolución literal (clic en ) y animaciones interactivas (clic en ) con las que los alumnos pueden modificar los valores de los parámetros, poniendo a prueba sus hipótesis, verificando casos límite, etc.

Realizados por Jaime Carrascosa, Salvador Martínez  y Manuel Alonso
 
 Principios fundamentales de la hidrodinámica
 
 

   

 

Enunciado: El chorro de salida de agua de un grifo tiene una sección circular de 2’6 cm2 y una velocidad de 2 m/s. Determinad su sección cuando haya descendido 10 cm.
 

   

 

Enunciado: Un sifón de agua carbónica tiene, en su parte superior, una mezcla de aire y de dióxido de carbono que produce una presión de 1’4 atm. Si la diferencia de altura entre el nivel del líquido y la boca de salida es de 16 cm, determinad la velocidad con la que saldrá el agua carbónica al abrir la válvula de salida. (Considerad que la sección del recipiente es mucho mayor que la sección del tubo por el que asciende el líquido).

 

   

 

Enunciado: En el dispositivo esquematizado en la figura adjunta, el depósito de agua tiene una sección de 3 m2 y la conducción presenta, en los tramos horizontales, secciones de 10 cm2 en el tramo inferior y de 5 cm2 en el superior (la figura no está a escala).  Sabiendo que, con la salida cerrada, la columna de agua en el tubo vertical alcanza una altura de 30 m, determinad: a) Peso del conjunto cuerpo-plataforma. b) Presión en un punto del tubo de 5 cm2 de sección. c) Caudal que se producirá al dejar libre la salida (considerando despreciables las pérdidas por fricción) d) Altura del agua en el tubo vertical en la situación del apartado anterior. (Datos: Densidad del agua, ρ = 103 kg/m3. Presión atmosférica, Patm = 1’013·105 N/m2)
 

   

 

Enunciado: Con objeto de determinar la velocidad a la que circula el agua por una tubería se le coloca un venturímetro de Hg, cuya sección es 30 cm2 en la zona ancha y 10 cm2 en la zona estrecha. Si el caudal del agua que circula por la tubería es de 4ml/s, obtened la velocidad a la que circula dicha agua por la tubería, la constante k del aparato y el desnivel entre las columnas de Hg.