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1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
FÍSICA II
Mg. Elmer Walmer Vásquez Bustamante
TALLER DE AUTOAPRENDIZAJE
MECÁNICA DE FLUIDOS
APELLIDOS Y NOMBRES: ……………………………………………………………………………………………………………………………..
Fecha de entrega: Domingo 9 de abril de 2023
1. Determine la densidad, la gravedad específica y la masa del aire en un cuarto cuyas
dimensiones son 4 m x 5 m x 6 m a 100 kPa y 25°C (Figura).
2. Considere agua inicialmente a 20°C y 1 atm. Determine la densidad final del agua a) si se calienta
hasta 50°C a una presión constante de 1 atm y b) si se comprime hasta alcanzar la presión de
100 atm a una temperatura constante de 20°C. Tome la compresibilidad isotérmica del agua
como 𝛼 = 4,80. 105
𝑎𝑡𝑚−1
.
3. Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro construido con dos cilindros
concéntricos de 40 cm de largo (Figura). El diámetro exterior del cilindro interior es de 12 cm y la
brecha entre los dos cilindros es de 0.15 cm. El cilindro interior se hace girar a 300 rpm y se mide
el par de torsión que resulta ser de 1.8 N.m. Enseguida determine la viscosidad del fluido.
4. Se inserta un tubo de vidrio de 0.6 mm de diámetro en agua a 20°C (tensión superficial del agua
0.073 N/m) que está en una copa. Determine el ascenso por capilaridad del agua en el tubo
(Figura).

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5. Se usa un manómetro para medir la presión en un tanque. El fluido que se utiliza tiene una
gravedad específica de 0.85 y la elevación de la columna en el manómetro es de 55 cm, como
se muestra en la figura. Si la presión atmosférica local es de 96 kPa, determine la presión
absoluta dentro del tanque.
6. El agua en un tanque se presuriza con aire y se mide la presión con un manómetro de fluidos
múltiples, como se muestra en la figura. El tanque está en una montaña a una altitud de 1 400
m, donde la presión atmosférica es de 85.6 kPa. Determine la presión del aire en el tanque si h1
= 0.1 m, h2 = 0.2 m, y h3 = 0.35 m. Tome las densidades del agua, el aceite y el mercurio como
1 000 kg/m3
, 850 kg/m3
, y 13 600 kg/m3
, respectivamente.

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7. El émbolo de un dispositivo de cilindro y émbolo en posición vertical que contiene un gas tiene
una masa de 60 kg y un área de la sección transversal de 0.04 m2
, como se muestra en la figura.
La presión atmosférica local es de 0.97 bar y la aceleración gravitacional es de 9.81 m/s2
. a)
Determine la presión en el interior del cilindro.
8. Un automóvil pesado se sumergió en un lago por accidente y quedó sobre sus ruedas (Figura).
La puerta mide 1.2 m de altura y 1 m de ancho, y el borde superior de la misma está 8 m abajo
de la superficie libre del agua. Determine la fuerza hidrostática sobre la puerta y la ubicación del
centro de presión, y determine si el conductor puede abrir la puerta.
9. Se usa una grúa para bajar objetos pesados en el mar (densidad = 1 025 kg/m3
) para un proyecto
de construcción submarina (Figura). Determine la tensión en el cable de la grúa debida a un
bloque rectangular de concreto (densidad = 2 300 kg/m3
) cuando está a) suspendido en el aire y
b) sumergido totalmente en el agua.

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10. Se usa una manguera de jardín que tiene una boquilla de riego para llenar una cubeta de 10
gal. El diámetro de la manguera es de 10 cm y se reduce hasta 0.8 cm en la salida de la boquilla
(Figura). Si transcurren 50 s para llenar la cubeta con agua, determine la velocidad promedio
del agua a la salida de la boquilla.
11. Un tanque cilíndrico de agua con 4 ft de alto y 3 ft de diámetro cuya parte superior está abierta
a la atmósfera está al principio lleno con agua. Ahora, se quita el tapón de descarga que está
cerca del fondo del tanque cuyo diámetro es de 0.5 m y un chorro de agua se vierte hacia fuera

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(Figura). Determínese cuánto tiempo transcurrirá para que el nivel del agua en el tanque
descienda hasta 2 ft, medido desde el fondo.
12. Fluye agua de una manguera que está conectada a una tubería principal que está a 400 kPa
de presión manométrica (Figura). Un niño coloca su dedo pulgar para cubrir la mayor parte de
la salida de la manguera, y hace que salga un chorro delgado de agua a alta velocidad. Si la
manguera se sostiene hacia arriba, ¿a qué altura máxima podría llegar el chorro?
13. Un tanque grande está abierto a la atmósfera y lleno con agua hasta una altura de 5 m,
proveniente desde la toma de salida (Figura). Ahora se abre una toma cercana al fondo del

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tanque y el agua fluye hacia afuera por la salida lisa y redondeada. Determine la velocidad del
agua en la salida.
14. En un viaje a la playa (Patm = 1 atm = 101.3 kPa), a un automóvil se le acaba la gasolina y es
necesario extraer gasolina por acción de un sifón del automóvil de un buen samaritano (Figura).
El sifón es una manguera con diámetro pequeño y para iniciar la acción es necesario introducir
uno de los extremos en el tanque lleno de gasolina, llenar la manguera de ésta mediante
succión y, enseguida, poner el otro extremo en una lata que está colocada abajo del nivel del
tanque. La diferencia en la presión entre el punto 1 (en la superficie libre de la gasolina en el
tanque) y el punto 2 (a la salida del tubo) hace que el líquido fluya de la mayor elevación hacia
la menor. En este caso, el punto 2 está ubicado 0.75 m abajo del punto 1, y el 3 está 2 m arriba
del 1. El diámetro del sifón es de 4 mm y deben descartarse las pérdidas por fricción en él.
Determine: a) el tiempo mínimo para llevar 4 L de gasolina del tanque a la lata y b) la presión
en el punto 3. La densidad de la gasolina es de 750 kg/m3
.

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15. Un piezómetro y un tubo de Pitot están fijos a tomas en un tubo horizontal de agua, como se
muestra en la figura, con el fin de medir las presiones estática y de estancamiento (estática +
dinámica). Para las alturas indicadas de columnas de agua, determine la velocidad en el centro
del tubo.
16. Entra agua en una casa por un tubo con diámetro interior de 2 cm a una presión absoluta de
4.105
Pa (unas 4 atm.). Un tubo de 1 cm de diámetro va al cuarto del baño del segundo piso, 5
m más arriba. La rapidez de flujo en el tubo de entrada es de 1,5 m/s. calcule la rapidez de flujo,
presión y razón de flujo de volumen en el cuarto de baño.
17. Para extraer agua de un depósito elevado se utiliza una manguera de ½ pulg. de diámetro, tal
como se muestra en la figura. Si la superficie libre del agua en el depósito se encuentra a 4,5
pies del suelo y el extremo más bajo de la manguera está a 2 pies del suelo, determine: a) El
tiempo necesario para llenar un recipiente con 10 L de agua. b) La presión manométrica en el
punto más elevado de la manguera, el cual se encuentra a 5 pies del suelo.
Nota: Considere constante el nivel de agua en el depósito elevado

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18. Se bombea agua desde un depósito inferior hacia otro más alto mediante una bomba que
suministra 20 kW de potencia mecánica útil al agua. La superficie libre del depósito superior
está 45 m más arriba que la superficie libre del inferior. Si el caudal de agua es de 0,03 m3
/s,
determine la altura de pérdidas del sistema y la potencia mecánica que esta pérdida representa.