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Sede Programa de Estudio Asignatura Semestre Docente

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Concepción – Talcahuano Ingeniería en Automatización y Control Industrial Hidráulica y Neumática Tercero Héctor A. Del Pino Muñoz

GUÍA DE EJERCICIOS Nº 1 Probl.1.-

Efectuar las siguientes operaciones, expresando el resultado en Newton [N]: a) 0,003 kN + 300,2 daN – 526 N Resp.: 3531 N b) 271 daN – 5N + 0,004 kN Resp.: 2709 N c) 5 daN – 0,394 N + 2 kN Resp.: 2049,606 N d) 10 kN + 100,2 daN + 600 N Resp.: 11602 N

Probl. 2.-

¿Cuánto pesa un cuerpo de masa m = 48 kg?

Probl. 3.-

Un hombre que tiene una masa de 80 kg eleva a 2 m una pieza de 20 kg. a) Calcular el peso del hombre con la pieza Resp.: 981 N b) ¿Qué cantidad de trabajo ha realizado? Resp.: 392,4 Nm

Probl. 4.-

En un prisma rectangular de 80 mm por 110 mm se ejerce una fuerza de F = 2499,2 N Calcular: a) La fuerza en daN Resp.: 249,92 daN b) La presión en daN/cm2 y en bar Resp.: 2,84 daN/cm2 - 2,84 bar

Probl. 5.-

Una grúa levanta una carga con una fuerza de elevación de 26000 N a 15 m de altura. ¿Cuál es la magnitud del trabajo mecánico, en kJ? Resp.: 390 kJ

Probl. 6.-

Una caja de herramientas tiene una superficie de 0,50 x 0,20 m y la masa de las herramientas es de 500 kg. Calcular la presión superficial en daN/cm2 y en bar. Resp.: 0,4905 daN/cm2 - 0,4905 bar

Probl. 7.-

Un cuerpo cilíndrico con base de 63,62 cm2 se carga con 3181 N. Presiona sobre una placa rectangular de 140 x 120 mm de superficie. a) Calcular la presión superficial en bar, del cuerpo cilíndrico sobre la placa rectangular. Resp.: 5 bar b) Calcular la presión superficial en bar, de la placa rectangular sobre su base (desprecie el peso de los cuerpos cilíndricos y rectangular). Resp.: 1,834 bar

Probl.8.-

Si una fuerza de 1000 kg se aplica sobre una superficie de 20 cm2, ¿Cuál será la presión en Pascal y en bar?. Resp.: 49050000 Pa y 49,05 bar

Probl. 9.-

¿Cuál es el área, en cm2 de un pistón de un cilindro de 125 mm de diámetro?

Probl. 10.-

¿Cuál es la presión en el fondo de una columna de aceite de densidad relativa 0,88 y 20 metros de altura?, exprese su resultado en Pa. Resp.: 172656 Pa

Probl. 11.-

Expresar una presión manométrica de 28,45 psi ó lbf/pulg2 en un valor de presión absoluta a nivel del mar. Resp.: 43,15 psi (abs).

Probl. 12.-

Expresar un caudal de 500 litros por minutos en: a) m3/s b) pie3/s

Resp.: 471 N

Resp.: 0,0083 m3/s Resp.: 0,294 pie3/s

Resp.: 122,66 cm2

Probl. 13.-

Un automóvil es accionado con una fuerza de 1000 N y alcanza una velocidad de 108 km/h. ¿Calcular la potencia que se desarrolla en el automóvil, en Nm/s y en kW? Resp.: 30000 Nm/s - 30 kW

Probl. 14.-

Un furgón tiene una masa de 1500 kg y se debe levantar 90 cm en un elevador que posee un motor eléctrico de 2,5 kW de potencia. Calcular el tiempo en segundos que se invertirá para elevar el furgón. Resp.: 5,2974 s

Probl. 15.-

Un vaso de diámetro 15 cm, tiene un espesor de sus paredes de 0,5 cm y tiene una masa de 55 gramos, se llena de aceite hasta el borde y ahora su masa vaso – aceite es de 1817 gramos. El vaso se coloca sobre una capa del mismo aceite de 0,04 mm de espesor y se observa que desliza por la acción de una fuerza de 5 N a una rapidez constante de 1 metro cada 3 segundos. Se pide, en unidades del Sistema Internacional: a) la densidad, peso específico y densidad relativa del aceite. Resp.: 790 kg/m3 - 7750 N/m3 – 0,79 b) La viscosidad absoluta o dinámica. Resp.: 0,03397 Pa-s c) La viscosidad cinemática Resp.: 4,3 x 10-5 m2/s

Probl. 16.-

Si un cuerpo de densidad relativa 0,83 tiene una masa de 1220 kg. Calcular: a) El volumen del cuerpo, en cm3 Resp.: 1470000 cm3 3 b) La densidad del cuerpo, en kg/m Resp.: 830 kg/m3 3 c) El peso específico del cuerpo, en N/m Resp.: 8142,3 N/m3

Probl. 17.-

Considérese una manguera de sección circular de diámetro interior de 2,0 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 1,0 cm de diámetro interior. a) ¿Cuál es la velocidad de salida del agua? Sol: Veloc. Manguera 7,6 [cm/s] Veloc. Salida o Boquilla 318 [cm/s]

Probl. 18.- Por una tubería inclinada circula agua a razón de 9 m3/min, como se muestra en la figura: En a el diámetro es 30 cm y la presión es de 1 Kf/cm2. ¿Cuál es la presión en el punto b sabiendo que el diámetro es de 15 cm y que el centro de la tubería se halla 50 cm más bajo que en a? Sol: 691316.98 [ Dinas / Cm2]

Probl.19.-

Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1,30 X 103 Kg/m3 es horizontal en ho = 0 m. Para evitar un obstáculo, el tubo se debe doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h1 = 1,00 m. El tubo tiene área transversal constante. Si la presión en la sección inferior es Po = 1,50 atm, calcule la presión P1 en la parte superior. Sol: 1.374 [atm]

Prob. 20.-

Un fluido incompresible fluye de izquierda a derecha por un tubo cilíndrico como el que se muestra en la figura. La densidad de la sustancia es de 105 utm/m3. Su velocidad en el extremo de entrada es v0 = 1,5 m/s, y la presión allí es de Po = 1,75 Kgf/cm2, y el radio de la sección es ro = 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. Sol: 1,627 [Kgf/cm2]

Probl. 21.-

Se tiene un líquido que se mueve por un tubo y se sabe que la velocidad en una sección cuya área es de 3 cm 2 es de 50 cm/s. ¿Cuál la velocidad en una sección de 40 mm2? Sol: 375 cm/s

Probl. 22.-

La figura muestra un tubo de venturi donde D1 = 30 cm y D2 = 15 cm, por el cual fluye agua, v2 = 1,5 (m/s), la densidad del agua es 1,0 (Sistema de unidades cgs). Determinar: b) Caudal en lt/seg. c) Presión entre 1 y 2. Sol: Q = 26,5 [lt/seg] Δ P = 10546,87 [Dina/cm2]

Probl. 23.-

Dado el esquema de un sistema de cañería con los datos: D1 = 0,8 metros. D2 = 0,4 metros D3 = 0,3 metros D4 = 0,1 metros D5 = 0,05 metros V1 = 100 (m/s) ¿Cuál es la velocidad con que sale el fluido por la cañería de diámetro D5? Sol: 25600 m/s

Probl. 24.-

Considere el fluido incompresible en régimen permanente que fluye a través de un tubo que se bifurca, tal como se indica en la figura. Calcular: a) El caudal volumétrico a través del área A3 b) La velocidad V3. Sol: Caudal A3 = 2,50 [m3/s] Veloc.3 = 50 [m/s]

Probl. 25.-

La figura muestra un conducto y un volumen de control (V.C.), a través del cual circula agua en los sentidos que se indican. Calcule: a) El caudal que entra al V.C. b) La rapidez del flujo que atraviesa la sección 2 de V.C. Soluc: Q = 0,31557x 10-3 [m3/s] V2 = 4,02 [m/s]

HDPM/hdpm