fluidos - fuerzas hidrostaticas sobre superficies planas como el culo de harry-grupo-1.docx

8/17/2019 fluidos - fuerzas hidrostaticas sobre superficies planas como el culo de harry-Grupo-1.docx

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UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERÍA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRAULICA

DOCENTE: HURTADO OCHOA, JAVIER OSCAR

INTEGRANTES:

• PÉREZ MATHEUS, JAN GABRIEL ELISBAN• ESPIRILLA MONGE, ERICK EDGAR

• SOTO VIVANCO, HARRY

• MARTINEZ ESPINOZA, KENNI NIKOLAI

• ALLER QUISPE, RAUL ALEXANDER

• ZÚÑIGA PIMENTEL, JHOHAN

C!"#$P%&'

MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRA’ÚICA

F%&()! H*+!-*")! !#.&%S/%&0*"*%! P1)2)!


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INTRODUCCIÓN

1- En nuestra formación como Ingenieros, y en la via cotiiana, intervienen iferentesisci!linas funamentales, tal es el caso e la "ec#nica e los $luios, %ue es la!arte e la mec#nica %ue estuia las leyes el com!ortamiento e los fluios ene%uili&rio '(irost#tica) y en movimiento '(iroin#mica)*

+- En ese sentio, los fluios e!erimentan una serie e eventos, como !or eem!lo laacción e una fuer.a %ue act/a en los cuer!os sumergios, llamaa 0resión(irost#tica*

- El !resente ensayo e 2a&oratorio escri&e el !roceso !ara 3allar e!erimentalmentela fuer.a 3irost#tica eercia so&re una su!erficie totalmente sumergia y luegocom!ararla con la 3allaa em!4ricamente, en consecuencia eterminar elcom!ortamiento %ue tiene un fluio en su istri&ución e !resiones so&re unasu!erficie !lana totalmente sumergia*

5- 2os conocimientos a%uirios e&io al esarrollo e esta !r#ctica e 2a&oratorio,nos servir#n en un futuro, en nuestra via !rofesional, como !or eem!lo en o&ras3ir#ulicas e gran envergaura como !ueen ser la construcción e reservorios,acueuctos, tan%ues, canales, centrales 3iroel6ctricas, etc*



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$UER78 E9ERCID8 0OR UN 2:;UIDO


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Es im!ortante !ara el iseBo e !resas, tan%ues y o&ras e escarga, como com!uertas*0ara su!erficies 3ori.ontales, la eterminación e la !resión, es sencilla !or%ue la !resión es

constante* 2os c#lculos e la fuer.a 3irost#tica so&re una su!erficie !lana se resumen en%ue si es!reciamos las variaciones e ensia en el fluio, !oemos a!licar la ecuación%ue nos inica %ue la !resión so&re cual%uier su!erficie sumergia var4a linealmente con la!rofunia*

2a fuer.a so&re una cara e cual%uier su!erficie !lana sumergia en un fluio uniforme esigual a la !resión %ue 3ay en el centro e gravea e ic3a cara !or si #rea

ine!enientemente e la forma e la !laca o e su #ngulo e Inclinación*2as $uer.as %ue act/an so&re su!erficies sumergias son !aralelas y su resultante se a!licaso&re un !unto llamao centro e !resión* Centro e 0resión se entiene como el !unto enel %ue se consiera est#n concentraas teóricamente toas las fuer.as e&ias a !resiones*

2a !resión %ue act/a so&re cual%uier !unto es* 0 !a g3 0 !a gysenF*

Otros casos como consecuencia el aumento e !resión con la !rofunia, la fuer.aaumenta, lo %ue 3ace %ue el centro e a!licación se es!lace 3asta el centro e !resión*

2a fuer.a neta %ue act/a so&re una su!erficie !lana sumergia viene aa !or>

0laca rectangular vertical la fuer.a resultante es>

0ara una !laca 3ori.ontal la fuer.a resultante es>



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8RE8<


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E%uili&rio e los cuer!os sumergios*

De acuera con el !rinci!io e 8r%u4mees, !ara %ue un cuer!o sumergia en un l4%uiaest6 en e%uili&rio, la fuer.a e em!ue E y el !esa 0 3an e ser iguales en magnitues y,aem#s, 3an e a!licarse en el misma !unto* En* tal caso la fuer.a resultante R es cero ytam&i6n la es el momento ", con la cual se an las as coniciones e e%uili&rio*

2a conición E 0 e%uivale e 3ec3a a %ue las ensiaes el cuer!o y el l4%uia seaniguales* En tal caso el e%uili&rio el cuer!o sumergio es iniferente*


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Fig1. Distribución de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido

2a simetr4a e la istri&ución e las fuer.as !ermite eucir %ue la resultante e toas ellasen la irección 3ori.ontal ser# cero* 0ero en la irección vertical las fuer.as no secom!ensan> so&re la !arte su!erior e los cuer!os act/a una fuer.a neta 3acia a&ao,mientras %ue so&re la !arte inferior, una fuer.a neta 3acia arri&a* Como la !resión crececon la !rofunia, resulta m#s intensa la fuer.a so&re la su!erficie inferior* Concluimos

entonces %ue> so&re el cuer!o act/a una resultante vertical 3acia arri&a %ue llamamosem!ue*

0RINCI0IO DE 8R;U:"EDE


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e la gravea, y se tiene>

a)


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las !arees* En el caso e l4%uios contenios en reci!ientes, las !resiones se eercen !or efecto el !eso !ro!io el l4%uio y la !resión atmosf6rica* El !eso !ro!io e!ener# e laensia y e la altura el l4%uio entro el reci!iente*

CO"0ONENTE< JERTIC82E< L (ORI7ONT82E< 8) CO"0ONENTE (ORI7ONT82


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8em#s, si el cuer!o se alea ligeramente e la !osición e e%uili&rio, a!arecer# unmomento restauraor y recu!erar# la !osición e e%uili&rio inicial* No o&stante, si se aleam#s e la !osición e e%uili&rio, el centro e gravea !uee caer fuera e la &ase e a!oyoy, en estas coniciones, no 3a&r# un momento restauraor y el cuer!o a&anona

efinitivamente la !osición e e%uili&rio inicial meiante una rotación %ue le llevar# a unanueva !osición e e%uili&rio*

Conce!tos relacionaos a centro e gravea>

0or eem!lo, si consieramos os !untos materiales 8 y =, cuyas masas res!ectivas valganm1 y m+? aem#s los su!onemos r4giamente unios !or una varilla e masa es!recia&le,a fin e !oer consierarlos como formano !arte e un cuer!o sólio* 2a gravea eerceso&re ic3os !untos senas fuer.as !aralelas m1g y m+g %ue amiten una resultante cuyo!unto e a!licación reci&e el nom&re e centro e gravea o centroie*

Centro e masa y centro e gravea> El centro e masas coincie con el centro egravea sólo si el cam!o gravitatorio es uniforme? es ecir, viene ao en toos los !untosel cam!o gravitatorio !or un vector e magnitu y irección constante*

Centro geom6trico y centro e masa> El centro e geom6trico e un cuer!o material coinciecon el centro e masa si el o&eto es 3omog6neo 'ensia uniforme) o si la istri&ución emateria en el o&eto tiene ciertas !ro!ieaes, tales como simetr4a*


http://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtml


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C#lculo el centro e gravea>

El centro e gravea e un cuer!o @ viene ao !or el /nico vector %ue cum!le %ue>



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Eercicios !ro!uestos>

1* Determinar la fuer.a resultante $ e&ia a la acción el agua so&re la su!erficie !lanarectangular 8= e meias m m %ue se muestra en la $igura

*

F =Ɣ hcg A=(9.81 KN /m3 ) x ( 4m+3m) x (6mx3m )=1236.06 KN

Esta fuer.a act/a so&re el centro e !resión, %ue est# a una istancia Lc! el ee O1 y esigual a>



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Y CP= I cg

Y cg A+Y cg=

(3)(63)/(12)(4+3)(6∗3)

+ (4+3 )=7.43mdeO1

+* Del mismo eercicio eterminar la fuer.a resultante e&ia a la acción el agua so&re el#rea circular e m e raio*

3m¿

π (¿¿2)

F CD=Ɣ hcg A=(9.81 KN /m3)(3m+

6m

2sen45 °)¿

15+V*W1@N

Esta fuer.a act/a so&re el centro e !resión, %ue est# a una istancia Lc! el ee O+ y esigual a>

3

¿¿¿ 4

1

4(π )¿

Y CP= I cg

Y cg A+Y cg=¿



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BibliografíaH3, I3 4566783 Mecanica de Fluidos. M"G&)93L)&&));), F3 4566783 Introduccion a la Mecanica de Fluidos. A10)

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