Cuestion 01

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN
HUÁNUCO-PERÚ
Creada mediante Ley N° 14915, del 21 de Febrero de 1964
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
Creada mediante Resolución N° 5076-CONUP, del 23 de Mayo de 1977
Asignatura : Mecánica de Fluidos I

Código : 3104
Ciclo : V
Semestre Académico : 2021 - I
Docente : Ing. Clifton Paucar Y Montenegro Reg. CIP N° 45773
C. M Sc. en Ingeniería Hidráulica UNI-Lima-Perú
cpaucar@unheval.edu.pe
Cuestionario 01: Evaluación Diagnóstica de MF.2021.1g1-
CPyM-FICA-UNHEVAL
PREGUNTAS – RESPUESTAS - REFERENCIAS:
Pregunta 01.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: (02 Puntos)
TEMA: PRESIÓN
La fuerza que ejerce el agua sobre nuestros tímpanos (considerando que el área del tímpano es de
3 cm2), usando unidades del Sistema Internacional (SI), cuando nos sumergimos a 4 metros de
profundidad es: ………. Newton
Consigne su respuesta numérica (sólo números sin unidades y descripciones literales) con un decimal, separado por una
coma y no del punto por requerimiento del sistema de cuestionarios en el aula virtual Moodle (Ejemplo 15,4)
Respuesta 01.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: 12,0 Newton – intervalo de error

permisible ±0,3 Newton - Respuestas válidas (11,7 Nw -12,3 Nw)
Explicación:
En este caso aplicamos la teoría de presión hidrostática que ejerce una columna de agua (La
presión hidrostática es la presión que se somete un cuerpo sumergido en un fluido, debido a
la columna de líquido que tiene sobre él. donde ρ es la densidad del fluido, g es la gravedad
y h es la altura de la superficie del fluido. La unidad en el SI de la presión es el Pascal (N/m2)
HUÁNUCO-PERÚ
|𝐹 | |𝐹 | =P x A = (δ x g x h) x (A)
P=
𝐴
UNIDADES EN EL
Datos: SI:
Factor SI
Carga de columna de agua h= 4.00 m 1 4.00 m
3
Densidad del agua (asumida en CN) δ= 1.00 g/cm 1000 1000 Kg/m3
Gravedad (asumida ) g= 10 m/s2 1 10 m/s2
Área A= 3 cm2 0.0001 0.0003 m2
|𝐹 | =
12 Kg. m/s2 = 12 Newton (N)
SI ASUMIMOS OTROS VALORES PARA:
Gravedad (asumida ) g= 9.8 m/s2 1 9.8 m/s2
|𝐹 | =
11.76 Kg. m/s2 = 11.76 Newton (N)
Densidad del agua (asumida en CN 20°C) δ= 0.99829 g/cm3 1000 998.29 Kg/m3
|𝐹 | =
11.7399 Kg. m/s2 = 11.7399 Newton (N)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------
Pregunta 02.MFI.2021.1. g1.CPyM-FICA-UNHEVAL: (03 Puntos)

TEMA: PRESIÓN
La altura de columna de alcohol (δ =0,85 g/cm3) que ejercería una presión en hecto-Pascal(hPa)
igual al de una columna de 50 m de columna de agua (δ = 1g/cm3), considerando el valor de la
gravedad g=9.8 m/s2 es:……… cm
Respuesta 02.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: 5900 cm = 5,90 m – intervalo de error

permisible ± 20 cm – intervalo de respuestas válidas (5880 cm – 5920 cm)
Explicación:
HUÁNUCO-PERÚ
HUÁNUCO-PERÚ
|𝐹|
P= |𝐹| =P x A = (δ x g x h) x (A)
𝐴
P=δxg xh
UNIDADES EN EL
Datos: SI:
En caso de la COLUMNA DE AGUA: Factor SI
3
Densidad del agua (dato) δ= 1.00 g/cm 1000 1000 Kg/m3
Gravedad (dato ) g= 9.8 m/s2 1 9.8 m/s2
P =
490000 Kg m/s2/m2 = 490,000 Newton/m2 (Pascal) = 4,900 hPa
1
1 Pa 10 Ba 100 Pa
= hectoPascal =
SI ASUMIMOS OTROS VALORES PARA:

Densidad del agua (asumida en CN 20°C) δ= 0.99829 g/cm3 1000 998.29 Kg/m3
P =
489162 Kg m/s2/m2 = 489,162 Newton/m2 (Pascal) = 4,892 hPa
En caso de la COLUMNA DE ALCOHOL determinamos la altura equivalente a la presión de agua en una

columna de 50 m:
Densidad del alcohol (dato) δ= 0.85 g/cm3 1000 850 Kg/m3
𝑃
h= =
𝛿𝑥𝑔
58.82 m 5,882 cm
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------
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TEMA: PRESIÓN
Dos vasos A y B contienen agua en equilibrio, según se muestran en los esquemas gráficos adjuntos.
El vaso A tiene una base de 2 cm2 y contiene agua hasta 10 cm de altura. El vaso B, tiene una base
de 4 cm2 y la altura de agua es de 5 cm. A 4 cm de profundidad en cada vaso las presiones ejercidas
cumplen una de las premisas siguientes:
a) PvA > PvB

b) PvA < PvB
c) PvA = PvB
Respuesta 03.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: c) PvA = PvB

Explicación:
Para responder ¿Cuál es la presión debido al peso del agua en cada vaso a 4 cm de profundidad?.
Aplicamos el siguiente concepto teórico:
La presión en un punto cualquiera de un líquido en reposo es directamente proporcional a la densidad

del líquido y a la profundidad a la que se encuentra el punto, expresión que se conoce como el Teorema
general de la Hidrostática. Una consecuencia del terorema es que dos puntos a igual profundidad en
∆P = γ x h
un mismo liquido en reposos, se hallarán sometidos a la misma presión, es decir la diferencia de presión
entre dos puntos situados a diferentes profundidades puede expresarse como:
δxg xh
Siendo γ: Peso Específico =
δ: Densidad
g: Gravedad
HUÁNUCO-PERÚ
Usando la simbología planteamos la Fórmula general de aplicación de presión en áreas, de la cuál

usamoa el que corresponde a la presiín en una columna de agua
|𝐹| =P x A = (δ x g x h) x (A)
|𝐹|
P=
𝐴 Pi = δ x g x h
UNIDADES EN EL
SI:
En caso de la COLUMNA DE AGUA tanto en el vaso A como B a una altura de 0.04 m: SI
3
10 m/s2 1 10 m/s2
P A,B = 392 Kg m/s2/m2 = 392 Newton/m2 (Pascal) = 4 hPa

P A,B = 400 Kg m/s2/m2 = 400 Newton/m2 (Pascal) = 4 hPa
1 Pa = 10 Ba 1 hectoPascal = 100 Pa
INTERROGANTES COMPLEMENTARIAS:
¿Cuál es la presión generada por el agua en el fondo de cada
vaso?
En caso de la COLUMNA DE AGUA en el fondo del vaso A a un altura de 0.10 m: SI

3
10 m/s2 1 10 m/s2
P A,B =
980 Kg m/s2/m2 = 980 Newton/m2 (Pascal) = 10 hPa 9800 Ba
P A,B = 1000 Kg m/s2/m2 = 1,000 Newton/m2 (Pascal) = 10 hPa 10000 Ba
1
1 Pa 10 Ba 100 Pa
= hectoPascal =
En caso de la COLUMNA DE AGUA en el fondo del vaso B a un altura de 0.05 m: SI

3
10 m/s2 1 10 m/s2
P A,B = 490 Kg m/s2/m2 = 490 Newton/m2 (Pascal) = 5 hPa 4900 Ba
HUÁNUCO-PERÚ
P A,B = 500 Kg m/s2/m2 = 500 Newton/m2 (Pascal) = 5 hPa 5000 Ba
1
1 Pa 10 Ba 100 Pa
= hectoPascal =
¿Las presiones calculadas en A y B son las presiones totales?

A las presiones calculadas hay que sumarles la presión atmosférica para que sean consideradas presiones totales
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------
TEMA: PRESIÓN EN DEPÓSITOS
Cuatro tanques, no conectados, que contienen agua con las mismas características físicas hasta el
mismo nivel según los esquemas gráficos mostrados, tienen en su parte inferior una llave que se
encuentra a igual altura sobre el suelo
Si se abren al mismo tiempo las llaves, las presiones con que saldrá el agua son tales que se
cumplen una de las siguientes premisas:
a) La presión es igual en todos los recipientes

b) La presión es mayor en a
c) La presión es menor en b
d) La presión es mayor en c y d
Respuesta 04.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: a) La presión es igual en todos los

recipientes
Explicación:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------
HUÁNUCO-PERÚ

TEMA: 4.8. PRESIÓN EN REPRESAS
Se diseñan dos represas para acumulación de agua con la misma profundidad y características
física, que difieren sólo en su longitud, como se muestra en los esquemas gráficos siguientes. Con
relación a la presión que resisten las represas se cumple una de las siguientes premisas:
a) La que se genera sobre la represa I es mayor que en la represa II

b) La que se genera sobre la represa II es mayor que en la represa I
c) Son iguales en ambos casos
d) Sólo se puede afirmar que son diferentes
Respuesta 05.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: c) Son iguales en ambos casos
Explicación:
HUÁNUCO-PERÚ
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------
Pregunta 06.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: (03 Puntos)

TEMA: 4.8. FUERZAS, PRESIÓN
El esquema gráfico mostrado representa dos cilindros S1 y S2 conectados por una cañería. La
superficie del émbolo S2 es cuatro veces más grande que la del émbolo S1. Al ejercer una fuerza F1
sobre el émbolo S1, la fuerza resultante en el émbolo S2 es:
a) Cuatro veces mayor

b) Dos veces mayor
c) Igual
d) La cuarta parte
e) Dieciséis veces mayor
Respuesta 06.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: a) Cuatro veces mayor
Explicación:
F1/S1 = F2/S2 = F2/4S1 Entonces 4F1 = F2
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TEMA: PRESIÓN ATMOSFÉRICA
La presión atmosférica es:
a) Constante en toda la atmósfera

b) Varia inversamente proporcional de forma lineal con la altitud
c) Varía de tal modo que a mayor altitud se experimenta menor presión
Respuesta 07.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: b) Varia inversamente proporcional con la

altitud c) Varía de tal modo que a mayor altitud se experimenta menor presión
La respuesta c) NO APLICA porque se refiere a una relación lineal. Entre la presión y la altura
existe una correspondencia de tipo exponencial P(z) = P(0)exp(-z/H)
Explicación:
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A menor altura, mayor es la densidad del aire y mayor es también la presión atmosférica. conforme
aumenta la altura, va disminuyendo la cantidad de partículas de aire por unidad de área, por lo que
el aire es menos denso y la presión atmosférica es menor
La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire que forma la
atmósfera sobre la superficie terrestre.1
El valor de la presión atmosférica sobre el nivel del mar es de 101 325 Pa.2
La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática
de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la
atmósfera.
Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a
menos que pudiera expresarse la variación de la densidad del aire en función de la altitud o de la
presión, por lo que no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lugar
de la superficie terrestre. Además tanto la temperatura como la presión del aire varían
continuamente, en una escala temporal como espacial, dificultando el cálculo.
Se puede obtener una medida de la presión atmosférica en un lugar determinado pero de ella no se
pueden sacar muchas conclusiones; sin embargo, la variación de dicha presión a lo largo del tiempo
permite obtener una información útil que, unida a otros datos meteorológicos (temperatura
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atmosférica, humedad y vientos), puede dar una imagen bastante acertada del tiempo atmosférico
en dicho lugar e incluso un pronóstico a corto plazo del mismo.
La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los
cambios meteorológicos.3 Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye
con la altitud, como se ha dicho. La presión atmosférica se vuelve menor a razón de 1 mmHg o Torr
por cada 10 m de elevación en los niveles próximos al del mar. En la práctica se utilizan unos
instrumentos, llamados altímetros, que son simples barómetros aneroides calibrados en alturas;
estos instrumentos no son muy precisos.
La presión atmosférica también varía según la latitud. La menor presión atmosférica al nivel del
mar se alcanza en las latitudes ecuatoriales. Ello se debe al abombamiento ecuatorial de la Tierra:
la litósfera está abultada en el ecuador terrestre, mientras que la hidrósfera está aún más abultada,
por lo que las costas de la zona ecuatorial se encuentran varios km más alejadas del centro de la
Tierra que en las zonas templadas y, especialmente, en las zonas polares. Y, debido a su menor
densidad, la atmósfera está mucho más abultada en el ecuador terrestre que la hidrósfera, por lo
que su espesor es mucho mayor que el que tiene en las zonas templadas y polares. Por ello, la zona
ecuatorial es el dominio permanente de altas presiones atmosféricas por razones dinámicas
derivadas de la rotación terrestre. También por ello, la temperatura atmosférica disminuye en la zona
templada un grado por cada 154 m de altitud en promedio, mientras que en la zona intertropical esta
cifra alcanza unos 180 m de altitud.
La presión atmosférica normalizada, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al
nivel del mar, que se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr.4 Sin embargo, a partir de
1982, la IUPAC recomendó que, si se trata de especificar las propiedades físicas de las sustancias,
la "presión normalizada" debería definirse como exactamente 100 kPa o (≈750,062 Torr). Aparte de
ser un número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica porque 100 kPa equivalen a
una altitud aproximada de 112 metros, que está relativamente cercana al promedio de 194 m de la
población mundial.5
Fuente: WIKIPEDIA
HUÁNUCO-PERÚ
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Pregunta 08.MFI.2021.1 g1. CPyM: (04 Puntos)

TEMA: DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO
Un depósito contiene aire a 6 kg/cm2 de presión manométrica y 15.6°C. Si se elimina 0.5 kg de aire
del depósito, esto motiva que la presión manométrica descienda a 3 kg/cm2 y la temperatura a 10°C.
El volumen del depósito considerando que R=29,2 m/°K es …………..litros
Respuesta 08.HG.2021.1 g1. CPyM: 144,0 litros - intervalo de error permisible 5 litros –
intervalo de respuestas válidas (139 litros – 149 litros)
Explicación:
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PROCESO OPERATIVO DE CÁLCULO:

OBTENIENDO EL VALOR DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA EN Kgf/cm2:
Kg m/s2/m2=Nw/m2 =Pa = 1 Kgf/cm2 = 98066.5 Pa
1.03323 Kgf/cm2 = 101325 Pa
CONDICIONES INICIALES DEL DEPÓSITO :
Presión (Kgf/cm2) = 6 + 1.033 = 7.033 Kgf/cm2
Temperatura (°K) = 15.6 + 273 = 288.6 °K
PESO ESPECÍFICO DEL AIRE PARA LAS CONDICIONES INICIALES: 𝑃
𝛾=
𝑅𝑇
R= Constante de los fluidos (DATO) = 29.2 m/°K
P= Presión absoluta = 7.033 Kgf/cm2 = 70330 Kgf/m2 =
T= Temperatura en grados absolutos = 288.6 °K
𝛾=
8.34567 Kgf/m3 7.11987
CONDICIONES FINALES DEL DEPÓSITO :
Presión (Kgf/cm2) = 3 + 1.033 = 4.033 Kgf/cm2
Temperatura (°K) = 10 + 273 = 283 °K
PESO ESPECÍFICO DEL AIRE PARA LAS CONDICIONES INICIALES: 𝑃

𝛾=
𝑅𝑇
R= Constante de los fluidos (DATO) = 29.2 m/°K
P= Presión absoluta = 4.033 Kgf/cm2= 40330 Kgf/m2 =
T= Temperatura en grados absolutos = 283 °K
𝛾=
4.88044 Kgf/m3 3.63038
EL VOLUMEN DEL DEPÓSITO COMO SE PLANTEO LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA, TANTO AL INICIO Y AL FINAL
DEL PROCESO ES EL MISMO , POR LO QUE SE CUMPLE:
𝛾1 𝜈 − 𝛾2 𝜈 =
0.5 Kgf
𝜈=
0.144 m3 = 144 litros
0.14329 143.287 litros
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --

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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN

Asignatura : Mecánica de Fluidos I

Respuesta 01.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: 12,0 Newton – intervalo de error

Pregunta 02.MFI.2021.1. g1.CPyM-FICA-UNHEVAL: (03 Puntos)

Respuesta 02.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: 5900 cm = 5,90 m – intervalo de error

SI ASUMIMOS OTROS VALORES PARA:

En caso de la COLUMNA DE ALCOHOL determinamos la altura equivalente a la presión de agua en una

Pregunta 03.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: (02 Puntos)

a) PvA > PvB

Respuesta 03.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: c) PvA = PvB

La presión en un punto cualquiera de un líquido en reposo es directamente proporcional a la densidad

Usando la simbología planteamos la Fórmula general de aplicación de presión en áreas, de la cuál

P A,B = 392 Kg m/s2/m2 = 392 Newton/m2 (Pascal) = 4 hPa

En caso de la COLUMNA DE AGUA en el fondo del vaso A a un altura de 0.10 m: SI

En caso de la COLUMNA DE AGUA en el fondo del vaso B a un altura de 0.05 m: SI

P A,B = 500 Kg m/s2/m2 = 500 Newton/m2 (Pascal) = 5 hPa 5000 Ba

¿Las presiones calculadas en A y B son las presiones totales?

a) La presión es igual en todos los recipientes

Respuesta 04.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: a) La presión es igual en todos los

Pregunta 05.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: (02 Puntos)

a) La que se genera sobre la represa I es mayor que en la represa II

Respuesta 05.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: c) Son iguales en ambos casos

Pregunta 06.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: (03 Puntos)

a) Cuatro veces mayor

Respuesta 06.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: a) Cuatro veces mayor

Pregunta 07.MFI.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: (02 Puntos)

La presión atmosférica es:

a) Constante en toda la atmósfera

Respuesta 07.HG.2021.1 g1. CPyM-FICA-UNHEVAL: b) Varia inversamente proporcional con la

Pregunta 08.MFI.2021.1 g1. CPyM: (04 Puntos)

PROCESO OPERATIVO DE CÁLCULO:

PESO ESPECÍFICO DEL AIRE PARA LAS CONDICIONES INICIALES: 𝑃

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