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Ejercicio gratuito de Lubricación

Leé el enunciado y abrí cada paso de la resolución.

EJERCICIO GRATUITO

Película viscosa en un cojinete plano

Una placa de área 0,200 m² se desliza a 2,0 m/s sobre otra fija, separadas por una película de aceite de espesor 0,50 mm. Suponé flujo de Couette lineal, viscosidad dinámica μ = 0,100 Pa·s y sin gradiente de presión. Luego la película se reduce a la mitad, manteniendo velocidad y área.

Calculá esfuerzo cortante, fuerza y potencia al inicio y cómo cambian al reducir el espesor.

Intentá resolverlo antes de abrir los pasos.

Esquema del planteo: Placa móvil, Película de aceite, Placa fija. Datos: U = 2,0 m/s; A = 0,200 m²; h = 0,50 mm; μ = 0,100 Pa·s.
Deslizá para ver el esquema completo →

Razonalo paso a paso.

1. Estimá el gradiente

Para perfil lineal, du/dy = U/h = 2,0/0,00050 = 4000 s⁻¹.

2. Calculá el esfuerzo

La ley de viscosidad de Newton da τ = μ du/dy.

τ = 0,100·4000

τ = 400 Pa.

3. Llevá a fuerza y potencia

F = τA y P = FU.

F = 400·0,200; P = 80·2,0

F = 80 N; P = 160 W.

4. Cambiá espesor

Como τ ∝ 1/h, al reducir h a la mitad se duplican τ, F y P.

h₂ = 0,25 mm

τ₂ = 800 Pa; F₂ = 160 N; P₂ = 320 W.