1. Resuelve el siguiente problema. Desarrolla el procedimiento e incorpora la solución.
Se mide la cantidad de agua que sale de una manguera y se encuentra que una cubeta de 70 Litros se llena en 18 segundos:
a) Calcula el volumen de la cubeta en metros cúbicos (1 m3 = 1000 L). Primero desarrolla detalladamente la conversión.
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Este problemas tiene otras preguntas interesantes que responder y que yo he investigado.
A continuación está la respuesta a tu pregunta y a las otras a que me refiero:
a) Volumen de la cubeta en m^3
70 litros * 1 m^3 / 1000 litros = 0,0070 m^3
b) Caudal de agua que sale por la manguera
Caudal = Volumen / tiempo = 0,0070 m^3 / 18 segundos = 0,0039 m^3 / segundo.
c) Velocidad del chorro de agua:
Caudal = área transversal de la manguera * velocidad del agua =>
velocidad = caudal / área
Para calcular el área necesitas el radio de la manquera. En este caso el radio es 0,006 m (se investigó en Internet)
velocidad = (0,0039 m^3 / s) / (π*(0,006m)^2) = 34,5 m/s
d) Supón que restringes la salida de la manguera, disminuyendo el área de la misma a la mitad.
Nueva area = area inicial / 2 = π*(0,006m)^2 / 2 = 0,0000566 m^2
e) nueva velocidad de salida del agua:
v = caudal / nueva area = caudal / (area inical / 2) = 2* caudal / area inical = 2*velocidad inicial = 2*34,5m/s = 69 m/s
Es decir, se ha duplicado la velocidad del chorro de agua.
f) Reflexión
Paso a paso este problema ha permitido verificar la relación entre la velocidad del fluído (agua) y el área, cuando el caudal y la presión se mantienen constantes. Siendo que la velocidad es inversamente proporcional al área (a mayor área menor velocidad y a menor área mayor velocidad).
A continuación está la respuesta a tu pregunta y a las otras a que me refiero:
a) Volumen de la cubeta en m^3
70 litros * 1 m^3 / 1000 litros = 0,0070 m^3
b) Caudal de agua que sale por la manguera
Caudal = Volumen / tiempo = 0,0070 m^3 / 18 segundos = 0,0039 m^3 / segundo.
c) Velocidad del chorro de agua:
Caudal = área transversal de la manguera * velocidad del agua =>
velocidad = caudal / área
Para calcular el área necesitas el radio de la manquera. En este caso el radio es 0,006 m (se investigó en Internet)
velocidad = (0,0039 m^3 / s) / (π*(0,006m)^2) = 34,5 m/s
d) Supón que restringes la salida de la manguera, disminuyendo el área de la misma a la mitad.
Nueva area = area inicial / 2 = π*(0,006m)^2 / 2 = 0,0000566 m^2
e) nueva velocidad de salida del agua:
v = caudal / nueva area = caudal / (area inical / 2) = 2* caudal / area inical = 2*velocidad inicial = 2*34,5m/s = 69 m/s
Es decir, se ha duplicado la velocidad del chorro de agua.
f) Reflexión
Paso a paso este problema ha permitido verificar la relación entre la velocidad del fluído (agua) y el área, cuando el caudal y la presión se mantienen constantes. Siendo que la velocidad es inversamente proporcional al área (a mayor área menor velocidad y a menor área mayor velocidad).
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