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• Felipe Arraiza

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FÍSICA LABORATORIO N° 1. FENÓMENOS MOLECULARES EN LÍQUIDOS PROBLEMA N° 1 3

Una lámina de aluminio (densidad = 2.70 g/cm ) desliza por un plano inclinado bajo la acción de la gravedad y de la fuerza viscosa ejercida sobre ella por una fina película de aceite lubricante SAE-30 (viscosidad = 250 cP) de 0.25 mm de espesor, depositada sobre el plano. Las dimensiones de la lámina son 10x4x1 cm3 y el ángulo de inclinación del plano respecto de la horizontal es de 5o. Calcular la velocidad limite que alcanza la lámina en su descenso.

PROBLEMA N° 2 Dos placas, una fija y otra móvil, están separadas por una película de agua de 1,0 cm de espesor, a una temperatura de 20 °C. La placa móvil se mueve a 2 m/s al aplicarse una fuerza de 2 N. El área de contacto es de 0,80 m2, estime la viscosidad cinemática y dinámica del fluido.

PROBLEMA N° 5 En regiones lejos de la entrada, el fluido sufre a través de una tubería circular unidimensional, y el perfil para el flujo lamina está dado por la expresión 𝑟2

𝑢(𝑟) = 𝑢𝑚á𝑥 (1 − 𝑅2 ), Donde R es el radio del tubo, r es la distancia radial desde el centro de la tubería y 𝑢𝑚á𝑥 es la velocidad máxima de flujo, la cual ocurre en el centro. Obtenga una relación para la fuerza de arrastre aplicada al fluido en una sección del tubo de longitud L.

PROBLEMA N° 6 PROBLEMA N° 3 Un cilindro macizo de radio R = 10 cm y altura h = 10 cm gira en el interior de otro cilindro hueco de radio R + 2 mm y altura h + 4 mm. En el espacio entre ambos cilindros existe un líquido de viscosidad H = 84 cP que rodea totalmente el cilindro interior. Determínese el momento que hay que aplicar al eje del cilindro móvil y potencia necesaria para mantener una velocidad de rotación constante de 1000 r.p.m.

PROBLEMA N° 4 Se tiene aceite SAE 30 a 20 °C, el cual se considera newtoniano, entre dos placas paralelas. La placa inferior esta fija (velocidad 0) y la superior se mue ve a velocidad constante v=3 m/s, como se muestra en la figura. Calcular el esfuerzo de corte si la separación entre las placas es de 2 cm y la viscosidad dinámica es 0,29 kg/m.s

Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro construido con dos cilindros concéntricos de 75 cm de largo. El diámetro exterior del cilindro interior es de 15 cm yla separación entre los dos cilindros es de 1.5 cm. Se hace girar el cilindro interior a 300 rpm y se mide que el par de torsión es de 0.8 N-m. Determine la viscosidad del fluido.