Aplicación del teorema de Torricelli

[JCB]

Hola a tod@s.

Parece que no he enfocado bien el enunciado. Hago otro intento.

- La cantidad de movimiento inicial (antes de la salida del chorro) es $p_i=0$.

- La cantidad de movimiento final (cuando sale el chorro) es $p_f=mv$.

Como el impulso es igual a la variación de la cantidad de movimiento,

$Ft=mv$,

$F=\dfrac{m}{t}v=\rho Qv=\rho vSv=\rho Sv^2=2\pi \rho gr^2h$.

Nota: habiendo considerado que la velocidad de salida del agua es $v=\sqrt{2gh}$.

Saludos cordiales,
JCB.

[sater]

Sin duda, el tanque sentirá la reacción. Parece un bonito problema, le daré una pensada y comento.

Edito: diría que, al menos inicialmente, la fuerza que ejercería el chorro sobre el tanque sería $F=\rho A_s v_s^2$ donde $\rho$ es la densidad del líquido, $A_s$ el área del orificio y $v_s$ la velocidad de salida. La velocidad de salida por su parte sería $\sqrt{2gh}$, con $h$ la altura del nivel del líquido respecto al orificio, y esto sería válido en el caso de que el agujero de salida sea mucho menor a la sección del tanque.

Intentaré pensar cómo calcular la fuerza en general.

[JCB]

Hola a tod@s.

Imagínate que estamos en el instante anterior a la salida del agua, y con el agujero cerrado por un tapón.

- La presión interior (debida a la atmósfera y al agua) sobre el tapón es $p_{int}=p_{atm}+\rho gh$. La fuerza interior sobre el tapón es $F_{int}=p_{int}\pi r^2=(p_{atm}+\rho gh)\pi r^2$.

- La presión exterior (debida a la atmósfera, únicamente) sobre el tapón es $p_{ext}=p_{atm}$. La fuerza exterior sobre el tapón es $F_{ext}=p_{atm}\pi r^2$.

- Como $F_{int}>F_{ext}$, debe haber “algo” que mantenga al tapón en su posición de cierre: una rosca, un ajuste a presión, etc.

Si no resuelve tus dudas, sigue preguntando.

Saludos cordiales,
JCB.

[Vannox99]

Buenas! tengo la siguiente pregunta: Supongamos que tenemos un tanque de agua con gran altura vertical, el tanque se encuentra sometido a la aceleración de la gravedad. luego se procede a abrir un agujero en un lateral del tanque de radio r a un distancia h desde la superficie del mismo. El fluido comenzara a salir con gran velocidad por el agujero, ahora la pregunta es la siguiente: producto este caudal de agua que sale por el agujero, no aparece una fuerza f opuesta al sentido del vector de la velocidad aplicada sobre la pared del tanque? Esto lo pregunto basándome en la tercera ley de newton ya que si hay una fuerza expulsando el fluido hacia afuera, no debería también estar su reacción sobre el tanque? Como podría calcular esta fuerza? Gracias a todos de antemano!