21) ¿Qué fuerza produce un viento de 120 km/h sobre un techo de chapa de 3 m x 3 m? Considerar la densidad del aire 1,2 g/L.

          a) 2.500 kgf        b) 500 ton         c) 250 kgf
          d) 150 kgf           e) 31 kgf           f) 600 kgf

Acá tenés un ejercicio revelador. La cuestión numérica, la aplicación de la ecuación de Bernoulli -que es lo que tenemos que usar-, todo eso es bastante sencillo, vas a ver; pero lo interesante es que te muestra fenómenos insospechados. Primero pasemos las magnitudes a unidades homogéneas, operables entre sí. Vamos al MKS (si no tenés presente cómo se realiza el pasaje de unidades, te ofrezco una ayuda aquí).

v = 120 km/h = 33,33 m/s

ρ = 1,2 g/L = 1,2 kg/m³

Ahora sí, vamos a Berni. Entre arriba y abajo del techo de chapa la diferencia de altura es despreciable, de modo que no vamos a utilizar los términos de energía potencial. Acá la cuestión importante es la cinética: en el exterior de la casa el viento tiene una velocidad alta, que llamaré v_E, y en el interior de la casa la velocidad del viento, v_I, es nula (a menos que tengamos abiertas las ventanas, cosa poco recomendable un día tan ventoso).

Δpr = ½ ρ (v_E² – v_I²)

El orden en que que realices la resta es arbitrario. La cuestión física es que afuera la presión es menor y adentro, mayor. Sacando v_I porque vale cero, queda:

Δpr = ½ ρ v_E²

Δpr = ½ 1,2 kg/m³ (33,33 m/s)²

Δpr = 667 Pa

Eso implica que sobre el techo habrá una fuerza neta aplicada de:

F = Δpr . A = 667 Pa . 9 m²

Suficiente para levantar siete chabones parados en el techo. Como ves, se trata de una fuerza muy grande... insospechadamente grande. Eso nos advierte de la necesidad de asegurar los techos convenientemente. Es cierto que un viento de 120 km/h no es habitual en Buenos Aires ni en otras grandes ciudades. Pero tampoco te olvides que una chapa de techo pesa apenas 15 kgf.

DESAFÍO: En una tormenta porteña -de esas inolvidables- el viento puede alcanzar ráfagas de 100 km/h. ¿Cuánto vale la fuerza sobre una chapa real, de 3 metros por 1?

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