Tarea
En un tanque de agua se hace un agujero en uno de sus lados a 15 m debajo del nivel del agua.
Si el gasto Volumétrico en la fuga es de 3x10⁻² m³ / s, Calcula :
A) La rapidez de salida del agua por el agujero
.
B) El diámetro del agujero.
Hola!
Datos : h = 15 mG = 3×⁻² = 0, 03 m³ / sg = 9, 81 m / s²A)Cuando el depósito de sección A₁ es mucho mayor que el área de la sección de salida del fluido (A₂) podemos afirmar que la velocidad del fluido se comporta como cualquier cuerpo al caer libremente desde un altura : v = √2×g×hv = √2×9, 81 m / s²×15 mv = √294, 3v = 17, 15 m / s Rapidez de salida del FluidoB)Sabemos que : Caudal del líquido = Area sección de la tubería × velocidad del fluido : Q = A₂ × v Ecuación ( I )Volumen del líquido = Caudal del líquido × Velocidad del fluido : V = Q × t ⇒ Q = V / t Ecuación ( II )Gasto = Volumen del líquido / tiempo : G = V / t Ecuación ( III )Recopilamos y tenemos 3 Ecuaciones : ( I ) Q = A₂ × v ( II ) Q = V / t( III ) G = V / t ⇒ t = V / G Ecuación ( IV )( I ) = ( II ) ⇒A₂ × v = V / t ⇒V = A₂ × v × t Ecuación ( V )Sustituyo ( IV ) en ( V ) ⇒V = A₂ × v × V / G V × G = A₂ × v × VV × 0, 03 m³ / s = A₂ × 17, 15 m / s × V (V × 0, 03 m³ / s) / V = A₂ × 17, 15 m / s 0, 03 m³ / s = A₂ × 17, 15 m / s ⇒A₂ = 0, 03 m³ / s / 17, 15 m / sA₂ = 0, 00175 m² Convertimos m² en cm² : A₂ = 0, 00175 m² × 10.
000 cm² / 1 m² = 17, 5 cm²A₂ = 17, 5 cm² Área Circunferencia : A = π × R² ⇒17, 5 cm² = π × R² 17, 5 cm² / π = R²R = √17, 5 / π cm²R = 2, 36 cm Radio ⇒Diámetro : D = 2RD = 2 × 2, 36 cmD = 4, 72 cm Diámetro del agujeroSaludos!