Cuestionario Semanal

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6IM09

6IM11

 

 

Actividades semana 18

Física IV

Semana 18

Grupos 6IM09 y 6IM11

Actividades 

Responde correctamente los siguientes problemas: 

1.- Una fuente sonora emite con una potencia de 100 W. Calcula la intensidad sonora a una distancia de 5 metros de la fuente.

Respuesta:

$I=\; 0.318{\text{ W/m}}^2$

${}^{2.-}$Si la intensidad de un sonido es $1\times 10^{-6}{\text{ W/m}}^2$, ¿cuál es el nivel de intensidad sonora en decibelios (dB)? La intensidad de referencia (I0​) es $1\times 10^{-12}{\text{ W/m}}^2$.

Respuesta: El nivel de intensidad sonora es de 60 dB.

3.- Un sonido tiene una frecuencia de 440 Hz en el aire. Si la velocidad del sonido en el aire es de 343 m/s, ¿cuál es su longitud de onda?

Respuesta: La longitud de onda del sonido es 0.78 m.

4.- Una ambulancia se acerca a un observador estacionario con una velocidad de 30 m/s. La sirena emite un sonido con una frecuencia de 500 Hz. ¿Cuál es la frecuencia percibida por el observador? (Velocidad del sonido en el aire = 340 m/s)

Respuesta: La frecuencia percibida por el observador es aproximadamente 548.39 Hz

5.- Un tubo abierto en ambos extremos tiene una longitud de 0.6 metros. Calcula las primeras tres frecuencias de resonancia si la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s.

$283.33\text{ Hz}$

Semana 18

 Física II

Grupos 4IM09 y 4IM10

Actividades:

Contesta correctamente los siguientes problemas y compara tus resultados:

1.- Agua fluye por una tubería que asciende desde el punto 1 (en el suelo) hasta el punto 2 (a 5 m de altura). En el punto 1, la tubería tiene un diámetro de 10 cm, la presión es de 150 kPa, y la velocidad del agua es de 2 m/s. En el punto 2, el diámetro se reduce a 6 cm. (considera g= 9.8 m/s) Calcula:

a) La velocidad en el punto 2 (v2​).

b) La presión en el punto 2 (P2​).

Respuestas

a) Velocidad en 2: v2=5.55 m/s

b) Presión en 2: P2=87.6 kPa

2.- Por una tubería de 20 cm de diámetro circula agua a 3 m/s. Calcula el caudal en litros por segundo.

Respuesta: Q=94.2 L/s

3.- Un tubo Venturi tiene un diámetro de 10 cm en la sección 1 y 5 cm en la sección 2 (garganta). Si el agua fluye a 0.5 m/s en la sección 1, calcula:

a) La velocidad en la garganta.

b) La diferencia de presión entre ambas secciones.

Respuestas:
a) v2=2 m/s
b) ΔP=1875 Pa

4.- Una tubería transporta gasolina (densidad = 680 kg/m³) desde un punto 1 (nivel del suelo) hasta un punto 2, ubicado 8 metros más arriba. En el punto 1:

• Diámetro de la tubería = 12 cm.
• Presión = 200 kPa.
• Velocidad del flujo = 1.5 m/s.

En el punto 2, el diámetro se reduce a 8 cm. Calcula:

1. La velocidad en el punto 2 (v2​).
2. La presión en el punto 2 (P2).

Respuestas:

1. Velocidad en 2: v2=3.39 m/s
2. Presión en 2: P2=143.55 kPa

5.- Una tubería horizontal transporta agua. En la sección 1, el diámetro es de 20 cm y la velocidad del flujo es de 2 m/s. En la sección 2, el diámetro se reduce a 10 cm. Calcula:

a) El caudal en la tubería (en L/s).

b) La velocidad en la sección 2.

Respuestas:

Respuestas:
a) Q=62.8 L/s
b) v2=8 m/s

Nota: En esta semana se realizará la tercera evaluación el día de laboratorio correspondiente a cada grupo. Para estudiar debes basarte en tus apuntes, las presentaciones del presente blog y el libro de texto en las pag. 71- 135)

$Q=94.2$

 SEMANA 17
Física II

GRUPOS 4IM09 Y 4IM10

En esta semana se abordará el tema de hidrodinámica, se realizarán las siguientes actividades:

1.- Observa el siguiente enlace: Hidrodinámica y contesta las siguientes preguntas (subraya las respuestas):

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la relación entre el caudal volumétrico y el caudal másico en un sistema de hidrodinámica?

El caudal volumétrico es igual al caudal másico dividido por la densidad del fluido.

El caudal másico es igual al caudal volumétrico menos la densidad del fluido.

El caudal volumétrico es independiente de la densidad del fluido en un sistema de hidrodinámica.

El caudal másico se calcula sumando el caudal volumétrico y la densidad del fluido.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones representa correctamente una aplicación de la ecuación de continuidad en el estudio de la hidrodinámica?

La velocidad del fluido disminuye cuando el área de la tubería aumenta, manteniendo el caudal constante.

El caudal se mantiene constante cuando el área de la tubería aumenta, y la velocidad del fluido también aumenta.

La velocidad del fluido se mantiene constante cuando el área de la tubería disminuye, independientemente del caudal.

La velocidad del fluido aumenta cuando el área de la tubería aumenta, lo que provoca un incremento en el caudal.

a)  

¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre las superficies sumergidas debido al flujo de un fluido, según los principios de la hidrodinámica?

Las fuerzas que actúan sobre las superficies sumergidas son la presión atmosférica, que se mantiene constante, y la fuerza de fricción, que aumenta con la velocidad del fluido.

Las fuerzas que actúan sobre las superficies sumergidas son la presión de vaporización, que disminuye con la profundidad, y la presión de compresión, que no está relacionada con la velocidad del fluido.

Las fuerzas que actúan sobre las superficies sumergidas son la presión de tensión, que varía con la temperatura del fluido, y la fuerza centrífuga, que depende del volumen del objeto sumergido.

Las fuerzas que actúan sobre las superficies sumergidas son la presión de succión, que se genera en la parte superior del fluido, y la presión de evaporación, que se relaciona con la altura del fluido.

¿Cuál de las siguientes aplicaciones del principio de Bernoulli se utiliza para medir la velocidad de un fluido en un sistema y se basa en la variación de presión en diferentes secciones de un tubo?

medidor de flujo ultrasónico

válvula de presión diferencial

manómetro de columna de agua

sensor de velocidad por láser

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la definición y las unidades del caudal es correcta?

El caudal se define como la cantidad de masa de un fluido que fluye a través de una superficie por unidad de volumen y se mide en kilogramos por hora (kg/h).

El caudal se define como la presión ejercida por un fluido en movimiento y se mide en pascales (Pa).

El caudal se define como el volumen de un fluido que pasa a través de una superficie determinada por unidad de longitud y se mide en metros por minuto (m/min).

El caudal se define como la velocidad de un fluido en reposo y se mide en litros por segundo (L/s).

En el estudio del flujo a través de orificios y vertederos, se considera que la velocidad del fluido es un factor crucial. Según el principio de Bernoulli, ¿cómo se relacionan la presión, la energía cinética y la energía potencial en un fluido que fluye a través de un orificio en una tubería, cuando se observa un cambio en la altura del fluido?

La presión aumenta y la energía cinética disminuye mientras que la energía potencial se mantiene constante.

La presión se mantiene constante y la energía cinética aumenta mientras que la energía potencial disminuye.

La presión disminuye y la energía potencial aumenta mientras que la energía cinética se mantiene constante.

La energía cinética y la energía potencial aumentan, mientras que la presión disminuye.

En el contexto de la hidrodinámica y aplicando el principio de continuidad para fluidos incomprensibles, si se considera una tubería con dos secciones transversales de áreas A1 y A2, se puede afirmar que:

El caudal en la sección A1 es mayor que en la sección A2 si A1 es mayor que A2.

La velocidad del fluido en A1 es menor que en A2 si A1 es mayor que A2.

La relación entre el área y la velocidad del fluido en diferentes secciones siempre es inversamente proporcional.

El caudal varía entre ambas secciones dependiendo de las áreas y velocidades.

2.- Realiza una investigación que te permita establecer las diferencias (si existen) entre flujo, caudal y gasto en un fluido (considera modelos matemáticos, unidades y aplicaciones).

3.- Responde a la pregunta ¿Por qué vuela un avión?, siendo que el material que está hecho un avión es mucho más denso que el aire, entonces ¿Por qué se eleva? Puedes ver el video para fundamentar tu respuesta: Principio de Bernoulli

4.- Resuelve los siguientes problemas:

a) Calcular el gasto de agua que pasa en una tubería al fluir 4.3 cm³ en 1 minuto.

b) Determina el tiempo en el que se llenará un recipiente de capacidad 10 m³ al suministrarle un gasto de 73 l/s de agua.

c) En un tubo fluyen 1500 litros de agua en un minuto, determine: a) El gasto y b) El flujo

d) Una tubería de 13 cm de diámetro por la cual circula el agua llenándola completamente

tiene un estrechamiento de 5,5 cm de diámetro. Si la velocidad en la parte ancha es de

1,5 m/s calcular: a) la velocidad en el estrechamiento, b) el gasto en lt/s.

e) Se practica un orificio circular de 2 cm de diámetro en la pared lateral de un gran

depósito y a una altura de 5 m por debajo del nivel del agua del mismo, a) calcular la

velocidad de salida, b) el gasto

Respuestas

Problema	Concepto Calculado	Resultado	Unidades
a)	Gasto	7.17×10−8	m3/s
b)	Tiempo	136.98	s
c)	Gasto	25	m3/s
c)	Flujo	25	kg/s
d)	Velocidad (estrechamiento)	8.37	m/s
d)	Gasto	19.9	lt/s
e)	Velocidad de salida	9.90	m/s
e)	Gasto	3.11	lt/s