Docente: Ing. Wilfredo Morales Santiváñez

PROBLEMAS PROPUESTOS DE CENTRO DE PRESIÓN, CAPILARIDAD Y TENSIÓN SUPERFICIAL

1. Calcule el empuje hidrostático que se genera sobre una compuerta plana, rectangular y vertical, la

cual tiene un ancho de 30 pulgadas. Esta compuerta retiene agua de un solo lado, la altura de la

compuerta es de 2 m y la altura del agua desde el fondo del dique hasta el espejo libre del agua es

de 1.6 m. Calcula “F” y señala el centro de presiones.

2. Calcula el ancho que debe tener una compuerta plana, rectangular y vertical, para soportar un

empuje hidrostático de 153,60 kg de un líquido cuyo peso específico es de 9310 N/m3, si la altura del

agua coincide con la altura de la compuerta y es de 35,40 pulgadas. Determina la altura a la cual se

localiza el centro de presiones sobre la compuerta.

3. Calcula el empuje hidrostático que se genera sobre una compuerta plana y vertical de forma

trapezoidal, donde la base mayor mide 1,20 m y la base menor mide 80 cm. La altura de agua coincide

con la altura de la compuerta y es igual a 1,50 m. Calcula la fuerza de presión y el centro de presiones

del empuje hidrostático.

4. Calcule el empuje hidrostático que se genera sobre una compuerta plana vertical y de forma circular,

considerando que la altura del agua coincide con el diámetro de la compuerta y es igual a 60 cm.

Determina la fuerza de presión en N y su punto de aplicación sobre la compuerta.

5. Determina las fuerzas y las ubicaciones de las mismas, sabiendo que el fluido es agua y que la

superficie AB es rectangular y de 1,20 metros de longitud y que la superficie CD es un triángulo de

vértice C de medidas 1,80 x 1,20 m.

Docente: Ing. Wilfredo Morales Santiváñez

6. El cilindro representado en la figura tiene un peso de 250 kg y tiene una longitud de 1 m. Se vierte

agua y aceite en las partes izquierda y derecha hasta unas alturas de 0,6 y 1,2 m respectivamente.

Halla las componentes de la fuerza que mantiene al cilindro fijo en el punto B sabiendo que la

densidad relativa del aceite es 0,89.

7. Sabiendo que el coeficiente de tensión superficial de Hg es 0,465 N/m a 22 °C, y en una cubeta de la

indicada sustancia se introduce un tubo capilar de vidrio; qué altura de la sustancia alcanza en la

cubeta.

8. Hallar la altura que alcanzará el agua en un tubo capilar de plata de 4 mm de diámetro.

9. Una burbuja de cava soporta una presión equivalente a una columna de agua de 15 cm. Si la tensión

superficial del líquido es 7,4 x 10-2 N/m, ¿cuál es el radio de la burbuja?

10. Un líquido colocado en un depósito en el que hay dos tubos capilares de 25 y 100 μm de diámetro se halla, en el primero, 8 cm por debajo del nivel del segundo. Si la tensión superficial es de 40 dinas/cm y la densidad 2,5 g/mL, calcula el ángulo de contacto.

11. Calcular a 20 °C la presión en el interior de una burbuja de gas en agua si la presión del agua es 760

torr y el radio de la burbuja es 0,040 cm. ɣagua= 73 dinas/cm.

12. A 20 °C, el ascenso capilar a nivel del mar del metanol en contacto con aire en un tubo de diámetro interno de 0,350 mm es de 3,33 cm. Sabiendo que el ángulo de contacto del metanol con el tubo es

cero y que las densidades del metanol y del aire a 20 °C son 0,7914 y 0,0012 g cm-3, calcule ɣ para el metanol a 20 °C.