FLUIDOS 1. Una botella tiene una masa de 35g cuando está vacía y de 98.44g cuando está llena con agua. Cuando se llena con otro fluido, su masa es de 88.78g. ¿Cuál es la densidad de ese otro fluido? 2. ¿Cuál es la masa aproximada de aire que cabe en una habitación de 4.8m×3.8m×2.8m? 3. Calcular la fuerza total que ejerce la atmósfera sobre la superficie superior de una mesa que mide 1.6m×2.9m. ¿Cuál es la fuerza que actúa hacia arriba sobre el lado inferior de la mesa? 4. ¿Cuál es la fuerza total y la presión en el fondo de una piscina de 22m ×8.5m, cuya profundidad uniforme es de 2m? ¿Cuál será la presión en un lateral de la piscina cerca del fondo? 5. Estimar la presión atmosférica en la cima del monte Everest (8848m sobre el nivel del mar). 6. Un coche se sale de la carretera en una curva y se hunde en un lago hasta una profundidad de 8m. Si el área de la puerta del coche es de 0.5m2, a) ¿qué fuerza ejerce el agua sobre el exterior de la puerta? b) ¿qué fuerza ejerce el aire sobre la parte interior de la puerta suponiendo que dentro del coche había presión atmosférica? c) ¿Qué fuerza deberá aplicar el ocupante del coche para abrir la puerta? 7. Un bloque de un material desconocido pesa 3N en aire y 1.89N cuando se sumerge en agua. a) Ayudándote de una tabla de densidades, ¿cuál es el material de que está hecho el bloque? b) ¿Qué corrección debería tenerse en cuenta por el empuje del aire cuando el material se pesa en aire? 8. En condiciones estándar, la densidad del aire es 1.29kg/m3 mientras que la del helio es 0.178kg/m3. Debido a esta diferencia de densidades, un globo lleno de helio levanta una barquilla con un peso total de 2000N. ¿Cuál deberá ser el volumen del globo? 9. ¿Qué fracción de una pieza de aluminio estará sumergida al flotar en mercurio?

10. Un buzo y su equipo desplazan un volumen de agua cuando está sumergido de 65l y tienen una masa total de 63kg. ¿Cuál es el empuje ejercido por el agua? ¿se hundirá o flotará el buzo? 11. Una pieza de madera de 0.48kg flota en el agua pero se hunde en alcohol (densidad específica 0.79), en el que tiene una masa aparente de 0.047kg. ¿Cuál es la densidad específica de la madera? 12. Plasma sanguíneo fluye desde una bolsa a través de un tubo hasta la vena de un paciente, en un punto en el que la presión de la sangre es de 12mmHg. La densidad específica del plasma a 37ºC es 1.03. ¿Cuál es la altura mínima a la que deberá estar la bolsa para que la presión del plasma cuando se introduce en la vena sea de al menos 12mmHg? 13. Determinar la presión manométrica mínima necesaria en una tubería para subir agua hasta una piso duodécimo situado a 36.5m de altura. 14. Tenemos un manómetro para medir la presión en un tanque de oxígeno. En un día en el que la presión atmosférica es de 1040mbar, ¿cuál es la presión del oxígeno, si la altura del mercurio en su extremo abierto es a) 28cm más alta, b) 28cm más baja, que la del mercurio en el tubo conectado al tanque?

15. La sangre circula por la arteria aorta de 9mm de radio a 30cm/s. a) Calcular el flujo volumétrico en litros por minuto. b) Aunque el área de la sección recta de un capilar es mucho menor que la de la aorta, existen muchos capilares en el sistema circulatorio humano, de manera que el área total de sus secciones rectas es mucho mayor que la de la aorta. Si toda la sangre procedente de la aorta pasa a los capilares, donde la velocidad del flujo es de 1.0mm/s, calcular dicha área total. Considérese la sangre como un fluido ideal. 16. Una manguera de jardín de 1.6cm de diámetro se utiliza para llenar una piscina redonda de 6.1m de diámetro. ¿Cuánto tiempo costará llenar la piscina hasta una altura de 1.2m si el agua sale de la manguera con una velocidad de 0.33m/s? 17. ¿Cuál es la fuerza ascensional neta que ejerce el aire sobre el ala de un avión de 86m2 si el aire pasa por las superficies superior e inferior con unas velocidades de 340 y 290m/s, respectivamente?

18. Si el viento sopla a 25m/s sobre el tejado de una casa, ¿cuál es la fuerza neta sobre el tejado si tiene un área de 240m2? 19. La sangre tarda aproximadamente 1s en fluir por un capilar del sistema circulatorio humano de 1mm de longitud, suponiendo régimen laminar. Si el diámetro del capilar es de 7µm y la caída de presión en su longitud de 2.6KPa, calcular la viscosidad de la sangre. 20. Calcular el número de Reynolds para la sangre que circula a 30cm/s por una aorta de 1cm de radio. Suponer que la sangre tiene una viscosidad de 4mPa.s y una densidad de 1060Kg/m3. 21. Una aguja hipodérmica de 0.02m de longitud y radio interior 3×10-4m se utiliza para lanzar agua a 20ºC al aire con un caudal de 10-7m3/s. a) ¿Cuál es la velocidad media del agua en la aguja? (Supóngase flujo laminar). b) ¿Qué caída de presión se necesita para conseguir dicho caudal? ηagua=1.005×10-3Pa.s 22. ¿Cuál debe ser la diferencia de presión entre los dos extremos de un tubo de 1.9km de longitud y 29cm de diámetro si el tubo debe transportar aceite, con un caudal mínimo de 450cm3/s? (ρ=950kg/m3, η = 0.20Pa.s) 23. La velocidad límite de una gota esférica de aceite que cae en aire a 20ºC es 2×10-7m/s. ¿Cuál es el radio de la gota si su densidad es de 930kg/m3? 24. Un glóbulo rojo esférico de 5×10-6m de radio y densidad 1.3×103kg/m3 se halla en agua a 37ºC. ¿Cuál es su velocidad límite suponiendo válida la ley de Stokes? 25. Una molécula de proteína tiene una masa de 105 u.m.a. y una densidad 1.35×103kg/m3. Se encuentra en una centrifugadora sometida a una aceleración de 2×105g. Si está en agua, hallar a) su peso efectivo y b) el empuje al que está sometida. 26. Cuando se introduce un capilar de 0.8mm de diámetro en metanol, éste asciende hasta una altura de 15mm. Si el ángulo de contacto es cero, calcular la tensión superficial del metanol, cuya densidad específica es 0.79. 27. La fuerza hacia arriba sobre una esferita sostenida sobre la superficie del agua debida a la tensión superficial es 2πrγcosθc. Un insecto de masa 0.002gr

se apoya sobre la superficie de un lago sobre sus seis patas, cada una de las cuales tiene una base aproximadamente esférica de 0.02mm de radio. a) Calcular al ángulo θc. b) Si la masa del insecto crece sin aumentar r, al ángulo θc disminuye hasta que se alcanza el valor crítico θc = 0. Si la masa aumenta más, el insecto no puede ser suspendido por la tensión superficial. Hallar la masa crítica del insecto que puede sostenerse en el agua con patas de ese tamaño. γ = 0.073N/m. 28. En un recién nacido sano, la tensión superficial alveolar al final de la espiración es de 5dinas/cm y el radio alveolar vale 5×10-5m. En los niños que sufren la enfermedad de membrana hialina, la tensión superficial al final de la espiración es de 25dinas/cm y el radio alveolar 2.5×10-5m. Calcular el valor de la presión necesaria para inflar los alvéolos en cada caso. 29. Un balón de goma se hincha hasta un radio de 0.1m. La presión en el interior es 1.2×105Pa. ¿Cuál es la tensión parietal γ? 30. ¿Cuál es la diferencia entre las presiones interior y exterior de una gota de glicerina de 10-4m de radio? ¿Si la glicerina está en aire, cuál es la presión en el interior de la gota?