Question

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.

Answer 1

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).