Problemario U2
Problemario U2
Problemario U2
I ngeniería Mecatrónica
PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS
§.{TCA': 2-r,-4
2. Prc¡ent*cién
C*raderizaeién dr la asicü*tura
Esta asignatura apsrt* el perfrl d*l ingeniero Mecatrtinieo la capacidad de analizar los tipos de tluidos y
§u cornportamientc para con ello poder *pliear eH el dese{rollo de su sisterna §fecatrénieo.
La asignatura csnsta de la explicacién de los conceptos básisas de Ia mecánica de fluidas, Ias tiBcs de
fl*idos, las sár*cteristieas necesarias de los sistemas y la simulaciún de I*s tlujos en sistemas de
distribu*ión de flujcs de fluidc incampresibles y eornpresibles.
Esta materia brindará sspürts para asignaturas post*rieres relacicnadss con el desempeño profesi*nal,
por lo que se inserta a r,nitad de la trayecteria es*olar"
* de*arrollsr
Compefenci*{s} esperífic*{s} dc I*
Aplica tros prineipíos de Fansal y ArquimerJe* en sl an¡*lisis de fluid*s estaticss pertenecientes a
*istemas Me*atrónices.
Aplic* las leyes y/c principios de Is mecánica de fluidus sn el an*lisis y sirnxlacién de sisternas
Mecatré*icos que involucren flujo de fl*idos.
Ider$ifica *lmame*ts la diferencia erttre sistemas Mecatranices de fiuja incornpresible y sisternas
de fluia compresi
5. Comp*trncias preyiar
r Conüce tanto el sistema interniiciünaf . conr* el sistema inglds técnico de unidades
r §es*rrolla análisis dirncnsianales para manejar aprcrpia<Jarnen* ecuaciones dimensionatmen{.e
h*mogdneas.
r Üonoce propiedades tennodinámicas y mecánicas de los llnidos. asi com¡: el uso de tahlas c
gcu¿cion¿s para üonücer su valor v comport*.mlcnto.
r ldentitic;¡ 1' resuelvc ecsaciünes difercnciales para morielar lenírmeno nrecatrónicas.
e Mide vari*bles frsicas para analiz*r el comp*ft*miento de un lluido,
6. ?ern*rio
N*¡. T*rir*s §ubfemas
I Fundament*s de Mec*nica de Fluidüs l" I Conc*ptos basi*os y sistemas de unidades.
I "2 Clasificasión de fiuidos.
1.3 Propiedades mecÉnicas de los *]uidrs.
2 Principios de Hidrostática 2.1 Mcdieión de la presión.
2.3 Frineipio de Fassal.
2.3 Frineipio de ArcuiuretJes,
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Leves v prinripios básreos para ariálisis tle 3. t Clasifieecién de flujos"
llu¡a de lluidos. 3.? §euasién de sontinuidad.
3"3 Ecuasi*n de la enErsia.
4 §istemas de tuberi*§ de fllrjo Íncorupresible 4 I Tuberias.
4 2 Éc*acrón de la energia.
4.3 Pérctidas par {iiccién en tuberías. accesorios 1,
conexiones.
4.4 Cálculo de Srstemas de tuberías.
4"j Golpe de Ariete.
5 Sistemas de tuberías de flujo cornpresihls 5" 1 Tr¡beri¿rs.
5 2 Lcv'es de los gascs
5"3 Ecuación de la energia
5.4 Perdiilas por tiicciór: en tuherias.
5.5 tcua¡:iones teóricas-empiricas para determinar
el {iujo volumitriüa
5"6 ündas de ch*que.
2. Un de vacío conectado a una cítmara da una lectura de 24 kPa, en un lugar donde la presión atmosférica es de 92 kPa.
manómetro
Determine la presión absoluta en la cárnara-
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7. Se puede usar un barómetro básico para medir la altura de un edificio. Si las lecturas barométricas en las partes superior e inferior
del edificio son de TA y 755 mm Hg, respectivamente, determine la altura del edificio. Suponga una densidad promedio del aire de
1.18 kglm3.
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8. El barómetro de un montañista da una lectura de 930 mbars al principio de una caminata y de 780 mbars al final de el1a. Desprecie
el efecto de la altitud sobre la aceleración gravitacional local y determine la distancia vertical que ha escalado,
Suponga unadensidad promedio del aire de 1.20 kg/m3.
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MATERIA: ANALISIS DE FLUIDO§ CLAVE DE LA ASIGNATURA: AEF-1040
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11. Un manómetro de tubo en U que contiene aceite (p :850 kg/m3) está sujeto a un tanque lleno con aire. Si la difereilcia del nivel
del aceite entre las dos columnas es de 45 cm y la presión atmosférica es de 98 kPa, determine la presión absoluta del aire dentro del
tanque
12. La presión sanguínea suele medirse colocando alrededor del antebrazo de una persona, a1 nivel del corazón, un tubo "aplanado"
de tela que se llena con aire y que viene equipado con un manómetro. Con un manómetro de mercurio y un estetoscopio
se miden la presión sistóiica (la presión máxima cuando el corazón está bombeando) y la diastólica (la presión mínima
cuando el corazón está en reposo) en mm Hg. Las presiones sistólica y diastólica de una persona sana son de alrededor de
120 mm Hg y 80 mm Hg, respectivamente y se indican como 120/80. Exprese estas dos presiones manométricas en kPa, psi y
altura de una columna de agua (en m).
13. La presión sanguínea máxima en el antebrazo de una persona sana es de alrededor de 120 mm Hg. Seconecta a la
vena un tubo vertical abierto a la atmósfera, en el brazo de una persona. Determine la altura hasta la que ascenderá la sangre
en el tubo. Tome la densidad de la sangre como 1 050 kglm3.
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MATERIA: ANALISIS DE FLUIDOS CLAVE DE LA ASIGNATURA: AEF-1040
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15. Se mide la presión manométrica del aire que está en el tanque, como se muestra en la figura de abajo, y resulta ser de
65 kPa. Determine diferencia h en los niveles de mercurio.
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16. Se va a levantar una carga de 500 kg que está sobre el elevador hidráulico que se muestra en la figuraP3-43, vertiendo
aceite (r 780 kg/m3) en un tubo delgado. Determine cuál de- be ser ia altura h para efípezar a levantar el peso.
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17. El elevador hidráulico en un taller de reparación de automóviles tiene un diámetro de salida de 30 cm y se deben
levantar automóviles hasta de 2 000 kg. Determine la presión manométrica del fluido que debe mantenerse en el depósito.
(..O Mccatrónica
l CARRERA: INGENIERIA MECATRONICA GRADO Y GRUPO: 5" A
+¡^ DOCENTE: ING. JORGE ALBERTO SILVA VALENZUELA ALUMNO: FERNANOO ALBERTO HERNÁIVDEZ LO9EZ
TEMA: UNIDAD:
NO DE ACTIVIDAO O PRÁCTICA: FECHA DE ENTREGA:
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20. Un tanque cerrado contiene gasolina sobre agua flotando. Calcule la presión del aire por arriba de la
gasolina.
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MATERIA: ANAIISIS DE FLUIDOS CLAVE DE LA ASIGNATURA: AEF-1040
23. Considereunaalbercaconstruidasobreel zuelo, con4mdelargo,4mdeanchoy 1.5 m de alt¡ra, con agua hasta el borde"
a) Determine la fuerza hidrostática sobre cada pared y la distancia al suelo de la línea de acción de esta fuerza.
b) Si se duplica la altura de las paredes de Ia alberca y se llena, la fuerza hidrostatica sobre cada pared ¿se duplicará o se cuadriplicará?
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MATERIA: ANALISIS DE FLUIDOS CLAVE DE LA ASIGNATURA: AEF-1040
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25 Se dice que Arquímedes descubrió su principio mientras se bañaba, ya que estaba pensando cómo podría determinar si la corona
del rey Herón era en realidad de oro puro. Cuando estaba en la tina de baño, concibió la idea de que podía determinar la
densidad promedio de un objeto irregular pesándolo en el aire y también en el agua. Si la corona pesó 3.20 kgf (3 l.4N) en el aire y
2.95 kgf {28.9 N) en el agua, determine si la eorona estaba hecha de oro puro. La densidad del oro es de 19,300 klm . Explique cómo
puede usted resolver este problema sin pesar 1a corona en el agua, pero utilizando una cubeta común, sin calibración para el volumen.
Puede pesar algo en el aire.
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27. Un cubo de 12 cm de lado se balancea con una masa de 2kg en una báscula, cuando el cubo se sumerge en etanol a 20 grados
centígrados. ¿Cuál es la gravedad específica del cubo?
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