Universidad T´ ecnica Federico Santa Mar´ ıa Departamento de Obras Civiles Ayudant´ ıa 1 - Propiedades Fundamentales de los Fluidos 2 do Semestre 2015 Profesora: Vivian Aranda / Ayudante: Nicol´ as Corte D´ ıaz Problema 1 Se introduce un capilar de vidrio de 1,0[mm] de di´ ametro hasta el fondo de un vaso con agua de 15[cm] de profundidad y se sopla hasta formar burbujas de aire. a) Determine la diferencia de presi´ on con respecto a la atmosf´ erica del aire en el interior de las burbujas, suponiendo que estas tienen el mismo di´ ametro del capilar. b) Calcular la altura que asciende o desciende el agua por el capilar respecto a la superficie del agua cuando se deja de soplar. c) Si se sustituye el agua por glicerina, ¿habr´ a que soplar con mayor o menor fuerza para formar las burbujas? d) ¿Es mayor o menor el nivel de la glicerina respecto al agua en el capilar cuando se deja de soplar? e) ¿Cu´ al es el di´ ametro m´ aximo necesario para que el agua pueda salir por la boca superior del capilar, para ambos casos? Considere que el capilar tiene 30[cm] de largo. Suponga que el ´ angulo de contacto de la glicerina con la superficie de vidrio es igual al del agua, el cual es aproximadamente 0 o . Adem´ as considere: Υ agua = 72,8[mN/m], Υ glicerina = 63,1[mN/m], ρ glicerina =1,26 · 10 3 [kg/m 3 ] Problema 2 Considere la figura 1 constitu´ ıda por cilindro y una semiesfera de base la cual est´ a en contacto con un l´ ıquido de viscosidad μ. Si el radio de la semiesfera es de 10[cm] y la viscosidad del fluido en la base del sistema es de μ = 3[Pa · s], determine. a) El momento o torque necesario para que el sistema rote con rapidez angular constante de ω = 10[rad/s] b) Si ahora la base gira con una rapidez angular de ω = 10[rad/s] pero en sentido contrario a la rotaci´ on en el item a), ¿cu´ anto ser´ a la magnitud del torque externo si se desea mantener el sistema rotando con una rapidez angular constante de ω = 10[rad/s]? c) Determine las potencias discipadas para los items anteriores. Mec´ anica de Fluidos CIV-241 / 2015-2 1/ 3