Divulgación Problema de energía

[NicolasMG]

Hola muchachos/as de esta hermosa web de física. Estoy cursando el 1er año de la carrera de Arquitectura en la UBA y tengo algunos problemitas con la materia Física Aplicada a la Arquitectura.
En la materia vemos problemas fáciles, pero al no tener una base de física en el colegio secundario no tengo muchas herramientas para defenderme.

El problema de Calor dice así:

La velocidad de salida de agua en la canilla de la ducha es de 0,2m/s. Siendo la cañería de diámetro de 2,54 cm. ¿Cuál será el tiempo necesario para llenar la bañera si tiene 75,4 litros de capacidad?

Bien yo entiendo (corrijanme) que tengo que usar la fórmula de Q(caudal)= vol/tiem. El tiempo es lo que me piden y el volumen lo tengo. Además Q(caudal)=secciónxvelocidad. La sección la saco con el diametro haciendo PI x diametro2 (al cuadrado).

Pero tengo dudas con respecto al pasaje de unidades. Ya que por ejemplo nose si cuando hago el diametro al cuadrado los cm quedan así o pasan a ser cm2.

Se que la respuesta da 12m. Podrían ayudarme?

PD: sinceramente nose si este es el lugar adecuado para poner esta pregunta, no vi ningun lugar que diga preguntas principiantes. Seguramente tendré más dudas, si podrías decirme donde postear estaré agradecido.

[Sheldoniano]

Re: Problema de energía

Si la dificultad radica en el cambio de unidades: el diámetro en cm, todo ello al cuadrado da {cm}^{2 } , pero supongo que si te lo pide en el sistema internacional (metros) tendrás que pasar el diámetro a metros con su consiguiente paso a cuadrado. ${1}^{ 2}m={10}^{ -4}cm$

Ahora mismo no tengo tiempo de resolverlo por completo, si el cambio no es el problema con más tiempo lo subo

[Al2000]

Re: Problema de energía

...
La velocidad de salida de agua en la canilla de la ducha es de 0,2m/s. Siendo la cañería de diámetro de 2,54 cm. ¿Cuál será el tiempo necesario para llenar la bañera si tiene 75,4 litros de capacidad?

Bien yo entiendo (corrijanme) que tengo que usar la fórmula de Q(caudal)= vol/tiem. El tiempo es lo que me piden y el volumen lo tengo. Además Q(caudal)=secciónxvelocidad. La sección la saco con el diametro haciendo PI x diametro2 (al cuadrado).

Pero tengo dudas con respecto al pasaje de unidades. Ya que por ejemplo nose si cuando hago el diametro al cuadrado los cm quedan así o pasan a ser cm2.

Se que la respuesta da 12m. Podrían ayudarme?
...

- La fórmula del área de un círculo no es $\pi D^2$ sino $\pi R^2$, o si lo deseas, $\frac \pi 4 D^2$.

- 12m no significa 12 minutos sino mas bien 12 metros. Debes escribir 12 min.

- Para las unidades puedes usar una de dos formas: lleva todas las unidades a un sistema homogéneo (los m/s a cm/s, o los cm a m) o introduce los apropiados factores de conversión.

- Mi sugerencia, no para este problema en particular sino como método general de trabajo, es que trabajes con letras (si es factible) y al final sustituyas valores.

Una posible solución sería:

$\dst Q = \frac V t = v \cdot A \quad \Rightarrow \quad t = \frac V {v \cdot A} = \frac {75.4\,\mathrm{L} \times 0.001\,\mathrm{m^3/L}}{\left(0.2\,\mathrm{m/s}\right)\left[\frac \pi 4 (2.54\,\mathrm{cm} \times 0.01\,\mathrm{m/cm})^2\right]} = 744.02\,\mathrm{s}$

Saludos,

Al

[NicolasMG]

Re: Problema de energía

Gracias lo entendí a la perfecciónn! Más claro imposible.
Otro problemita mas:

Una célula fotovoltaica tiene un rendimiento=12%. Si la insolación promedio es de 500 w/m2. Cuanta energía se puede obtener en 10hs con una sup de 100m2?

[neometalero]

Re: Problema de energía

Este es sencillo. Piensa sin mas en que cuadren las dimensiones. Tienes W/m^2 que son Julios/s.m^2 y te dan un tiempo y una superficie. multiplica sin mas la insolación por la superficie por el tiempo en segundos y por la eficiencia que es 0.12 y obtendrás la energía en Julios: 216000000J.
De nada!!

[NicolasMG]

Re: Problema de energía

yo lo que habia hecho fue esto: si en una hora obtengo 500w/m2 en una hora en 100m2 obtengo 50000w. Multiplicadas las 10hs 500000w. y el 12% me dio 60000w. Es correcto tambien y la unica diferencia es como esta expreso el resultado (por las unidades j y w) o está mal?