Question

Por el extremo de un tubo de 5cm de diametro ingresa agua a una velocidad de 0,3 m/s. En el extremo de salida el agua sale a una velocidad de 0,6 m/s. ¿Cual es el diametro del extremo de salida?

Answer 1

Datos:

d de entrada: 5cm
v de entrada: 0,3 m/s.

v de salida: 0,6 m/s.
d de salida: ?

Fórmula:

Caudal = velocidad * área

área = π*(d / 2) ^2

Condición de continuidad (balance de masa): caudal de entrada = caudal de salida

v de entrada * área de entrada = v de salida * área de salida

=> v de entrada * π (d de entrada / 2 )^2 = v de salida * π  (d de salida / 2)^2

=> (d de salida)^2 = v de entrada * (d de entrada)^2 / v de salida

=> (d de salida)^2 = 0,3 m/s * (0,05m)^2 / (0,6m)^2

=> (d de salida)^2 = 0,00125 m^2

=> d de salida = √(0,0125m^2) = 0,035m = 3,5 cm

Respuesta: 3,5 cm

Answer 2

Respuesta:

Obtenemos los radios que son de 1 cm y 0,5 cm respectivamente. Luego calculamos las superficies de entrada y salida.

Superficies de entrada y salida

Por la ecuación de continuidad sabemos que el caudal (a · v) es constante a lo largo de todo el recorrido. Por lo tanto el caudal a la entrada debe ser igual al caudal a la salida.

Caudal de entrada y salida

Despejamos la velocidad de salida de la ecuación de continuidad.

Velocidad de salida

Reemplazamos por los valores y obtenemos el resultado.

Velocidad de salida