SERWAY - JEWETT

Problemas 413
Bernoulli para determinar la rapidez del agua mientras deja el
nivel del suelo. c) ¿De qué modo se compara la respuesta del
inciso a) con la respuesta del inciso b)? d) ¿Cuál es la presión
(sobre la atmosférica) en la cámara subterránea caliente si su
profundidad es de 175 m? Suponga que la cámara es grande
en comparación con la boca del géiser.
45. Un tubo Venturi se puede usar como un medidor de flujo
(véase la figura 14.19). Al tomar la diferencia en presión como
P 1 P 2 21.0 kPa, encuentre la relación de flujo de fluido
en metros cúbicos por segundo, dado que el radio del tubo de
salida es de 1.00 cm, el radio del tubo de entrada es 2.00 cm y
el fluido es gasolina ( 700 kgm 3 ).
46. Un avión tiene una masa de 1.60 10 4 kg y cada ala tiene un
área de 40.0 m 2 . Durante vuelo a nivel, la presión sobre la superficie
inferior del ala es 7.00 10 4 Pa. Determine la presión
sobre la superficie superior del ala.
47. Un sifón de diámetro uniforme se usa para drenar agua de
un tanque, como se ilustra en la figura P14.47. Suponga flujo
estable sin fricción. a) Si h 1.00 m, encuentre la rapidez del
flujo de salida en el extremo del sifón. b) ¿Qué pasaría si?
¿Cuál es la limitación en la altura de la parte superior del sifón
sobre la superficie del agua? (Para que el flujo del líquido sea
continuo, la presión no debe caer abajo de la presión de vapor
del líquido.)
todas partes es 1 atm. Una fuerza F S
de 2.00 N de magnitud
actúa sobre el émbolo, lo que hace que la medicina salpique
horizontalmente desde la aguja. Determine la rapidez del medicamento
mientras sale de la punta de la aguja.
50. El efecto Bernoulli tiene importantes consecuencias para el
diseño de edificios. Por ejemplo, el viento puede soplar alrededor
de un rascacielos con una rapidez notablemente alta,
lo que crea baja presión. La mayor presión atmosférica en aire
tranquilo dentro del edificio puede hacer que las ventanas
revienten. Como se construyó originalmente, al edificio John
Hancock en Boston se le reventaron varias ventanas que cayeron
desde muchos pisos a la acera. a) Suponga que sopla un
viento horizontal con una rapidez de 11.2 ms afuera de un
gran panel de placa de vidrio con dimensiones de 4.00 m
1.50 m. Suponga que la densidad del aire es de 1.30 kgm 3 . El
aire adentro del edificio está a presión atmosférica. ¿Cuál es la
fuerza total que el aire ejerce sobre la ventana? b) ¿Qué pasaría
si? Si un segundo rascacielos se construye cerca, la rapidez del
aire puede ser especialmente alta donde el viento pasa a través
de la estrecha separación entre los edificios. Resuelva de nuevo
el inciso a) con una rapidez de viento de 22.4 ms, el doble de
violento.
51. Un globo lleno con helio se amarra a una cuerda uniforme de
2.00 m de largo y 0.050 0 kg. El globo es esférico, con un radio
de 0.400 m. Cuando se libera, eleva una longitud h de cuerda
y luego permanece en equilibrio como se muestra en la figura
P14.51. Determine el valor de h. La cubierta del globo tiene
una masa de 0.250 kg.
y
h
v
He
h
Figura P14.47
48. Un avión cruza a una altura de 10 km. La presión afuera de la
cabina es 0.287 atm; dentro del compartimiento de pasajeros,
la presión es de 1.00 atm y la temperatura es de 20°C. En el
sello de una de las ventanas del compartimiento de pasajeros
ocurre una pequeña fuga. Represente el aire como un fluido
ideal para encontrar la rapidez de la corriente del aire que
circula a través de la fuga.
49. Una jeringa hipodérmica contiene un medicamento que tiene
la densidad del agua (figura P14.49). El barril de la jeringa
tiene un área de sección transversal A 2.50 10 5 m 2 y la
aguja tiene un área de sección transversal a 1.00 10 8
m 2 . En ausencia de una fuerza sobre el émbolo, la presión en
Figura P14.51
52. La figura P14.52 muestra un tanque de agua con una válvula
en el fondo. Si esta válvula se abre, ¿cuál es la altura máxima
que logra la corriente de agua que sale del lado derecho del
tanque? Suponga h 10.0 m, L 2.00 m y 30.0°, y suponga
que el área de sección transversal A es muy grande comparada
con la de B.
A
F
A
v
h
Válvula L B
a
Figura P14.49 Figura P14.52
2 intermedio; 3 desafiante; razonamiento simbólico; razonamiento cualitativo