1.

a)

El esfuerzo de corte dentro del cilindro es nulo, puesto que todo punto de fluido gira con la misma velocidad angular (gradiente nulo), i.e., no hay transmisión de esfuerzo de corte.

b)

La distribución de presiones en este sistema es

Puede demostrarse que la ecuación de la superficie libre es

Pero z1=H-d, y, por conservación de volumen,

Situando el origen de coordenadas en el centro de la base del estanque y evaluando en las coordenadas del punto P (r=D/4; z=a) se obtiene

P_P=84109 Pa

c) Si se aumenta la velocidad angular, el valor de z1 es cada vez mayor. El límite es cuando z1=a.

Para determinar el torque se utiliza la Ley de Newton-Navier, obteniéndose

d) Si se aplica un torque mayor, se produce un brusco cambio de estabilidad, el fluido confinado queda expuesto a la atmósfera, entra aire y hay un violento cambio de presión.

e)

El punto A es el más desfavorable (presión más negativa). Para que no haya cavitación

2.

a)

b)

c)

d)

Integrando entre el fondo y la superficie (utilizando Hint) se obtiene

T=0.229 seg.

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