Práctico 2 - Ejercicio 3 (Tanque con orificios)

Práctico 2 - Ejercicio 3 (Tanque con orificios)

de Alexis Sokorov Vargas -
Número de respuestas: 1

Buenas! Tengo una duda puntual sobre este ejercicio:

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Para poder determinar las velocidades a las que sale el agua por los orificios (sean \displaystyle v_2 la velocidad con la que sale el agua por el orificio a distancia H desde la parte de más arriba, y \displaystyle v_3 la que se encuentra a distancia \displaystyle H+d) hice, primero, Bernoulii entre un punto en la superficie, 1, y 2 el primer orificio. Entonces:

 \displaystyle P_1 + \frac{1}{2}\rho v_1^2 = P_2 +\frac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho gH(\hat{j})  pero sé que \displaystyle P_1 = P_2 = P_0 entonces \displaystyle \frac{1}{2}\rho v_1^2 = \frac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho g H(\hat{j})

Por CONTINUIDAD: \displaystyle Av_1 = Sv_2 \Rightarrow \frac{A}{S}v_1=v_2   (donde A es el área de la parte abierta) y como se tiene que \displaystyle A \gg S \Rightarrow v_2 \gg v_1 por lo que \displaystyle v_1 \approx 0 

Luego : \displaystyle 0= \frac{1}{2}\rho v_2 ^2 + \rho g H(\hat{j}) pero mi duda es cómo tomarme el signo del término potencial gravitatoria porque, si elijo \hat{j} para abajo sería \displaystyle +\rho g H y no tendría sentido a la hora de despejar v_2 porque me quedaría raíz negativa, pero si elijo el versor positivo hacia arriba sí logro llegar a un resultado coherente para v_2 

¿Tengo que elegir \hat{j} si o si para arriba?

(Por las dudas me tomé el cero en la superficie de arriba)

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En respuesta a Alexis Sokorov Vargas

Re: Práctico 2 - Ejercicio 3 (Tanque con orificios)

de Nahuel Barrios -

Hola Alexis,

en primer lugar, quisiera aclarar que la energía es una cantidad escalar. Por lo tanto, no termino de entender cuál es el papel del versor \hat{j} en la ecuación de Bernoulli. 

Cuando escribimos la ecuación de Bernoulli como P+\rho g h+\frac 1 2 \rho v^2=cte. estamos asumiendo que la altura es positiva hacia arriba. Siguiendo esta convención, si elegimos la altura del punto 2 igual a cero h_2=0, entonces el punto 1 tiene una altura h_1=H.

Saludos,

Nahuel