Biofisica

HIDRODINAMICA

Problema 1: En un cierto individuo la densidad de la sangre es 1,057 g/cm3 y la velocidad es 3 cm/s, cuando circula dentro de una arteria (aorta) de 1 cm de diámetro. Si esta sufre bruscamente una dilatación hasta 1,5 cm:(a) ¿cuál es la velocidad de la sangre en esta sección? y (b) ¿la presión por el efecto Venturi aumenta o disminuye?

Rta: a) 1,33 cm/s; b) aumenta

Problema 2: (a) Calcule el gasto másico (el cociente entre la masa y el tiempo) de la sangre (ρ = 1 g/cm3) en una aorta con un área de sección transversal de 2 cm2 si la rapidez de flujo es de 40 cm/s. (b) Suponga que la aorta se ramifica para formar un gran número de capilares cuya área de sección transversal combinada es de 3 103 cm2. ¿Cuál es la rapidez de flujo en los capilares?

Rta: a) 80 g/s; b) 2,67 10-2 cm/s

Problema 3: Por la cañería de la Fig.24 circula agua. Al pasar por la sección 2, cuya área es el doble de la sección 1, la velocidad es de 0,2 m/s. Calcular: (a) La velocidad con que llega al suelo el chorro de agua suponiendo que la cañería está a 1 m de altura. (b) Si el diámetro de la sección 1 es de 1,5 cm y se coloca un recipiente de 80 l en el lugar de caída del chorro,¿cuánto tiempo tardará en llenarse?

Rta: a) 4,45 m/s; - 84,72 º; b) 18,86 min

Problema 4: Un líquido (ρ = 1,65 g/cm3) fluye a través de dos secciones horizontales de tubería unidas extremo con extremo. En la primera sección el área transversal es de 10 cm2, la rapidez de flujo es de 275 cm/s y la presión es de 1,2 105 Pa. En la segunda sección el área de sección transversal es de 2,5 cm2. Calcule: (a) la velocidad del flujo y (b) la presión en la sección más pequeña. ( un pascal = 1 Pa = 1 N/m2)

Rta: a) 1100 cm/s; b) 2,64 105 dyn/cm2

Problema 5: Cuando una persona inhala, el aire (ρ = 1,29 kg/m3) baja por el bronquio (la tráquea) a 15 cm/s. La rapidez de flujo media del aire se duplica al pasar por un estrechamiento del bronquio. Suponiendo que el flujo es incomprensible, determine la caída de presión en el estrechamiento.

Rta: 4,4 10-2 Pa

Problema 6: En un depósito grande, abierto de paredes verticales, el agua alcanza una altura de 5 m. En una de las paredes se practica un orificio de 1 cm2 de sección a una profundidad de 1,5 m debajo de la superficie libre. Determinar: (a) El gasto teórico y el real (QR = 0,62 QT), (b) ¿A qué distancia de la pared vertical, alcanzará el suelo el agua que sale por el orificio?.

Rta: a) 542 cm3/s; 336,04 cm3/s; b) 4,58 m

Problema 7: En un tanque de almacenamiento grande, abierto a la atmósfera en la parte superior y lleno de agua, se forma un pequeño orificio en el costado en un punto situado a 16 m por debajo del nivel de agua. Si la razón de flujo de la fuga es de 2,5 10-3 m3/min, determine (a) la rapidez con la que el agua sale por el orificio y (b) el diámetro

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