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hidro
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Ing. RAFAEL DE LA CRUZ CASAO
FUERZAS QUE EJERCEN LOS FLUIDOS EN REPOSO SOBRE SUPERFICIES SUMERGIDAS
FUERZAS QUE EJERCEN LOS FLUIDOS EN REPOSO
SOBRE SUPERFICIES PLANAS SUMERGIDAS
Y
X
i) Clculo de la fuerza ii) Punto de Aplicacin
Z
h
dA
dF
F = .V
dA
C
P
X
X
Y
YC Y YP
XP
XC
Donde : C .. Centroide del rea P Centro de presiones
En el grfico: Xp = Xc tambin Yp = Yc
FUERZAS QUE EJERCEN LOS FLUIDOS EN REPOSO
SOBRE SUPERFICIES PLANAS INCLINADAS SUMERGIDAS
P
C
dA
X
Y
X
Y Yc Yp
Xc
Xp
h hc
hp
F = .hc.A = Pc . A
i) Clculo de la fuerza
Donde: Pc . Presin en el centroide hc . ltura al centroide
ii) Clculo del punto de aplicacin
h = y sen
hc = yc. sen
Xp = Ixy/Yc.A Xp = Xc + Ixy/Yc.A
Donde: Ixy Producto de inercia Ixy . Producto de inercia al centroide
Yp = Ix/Yc.A Yp = Yc + Ix/Yc.A
Yp = Yc + Kx2/Yc
Donde: Ix Momento de inercia Ixy . Momento de inercia al centroide respecto al eje X. Kx2 . Cuadrado del radio de giro
FUERZAS QUE EJERCEN LOS FLUIDOS EN REPOSO
SOBRE SUPERFICIES CURVAS SUMERGIDAS
O
FR
FV
FH
rea proyectada
FR = FV + FH
FH . Componente horizontal, es igual a la presin que ejerce el lquido en el centroide de rea proyectada sobre el plano vertical multiplicado por el rea proyectada (Ap)
FH = Pc . Ap = .hc.Ap
FV . Componente Vertical es igual al volumen del lquido que se encuentra encima de la superficie curva sumergida.
FV = . V
CUERPOS SUMERGIDOS
Componente vertical de la fuerza: Fz = . Vs
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: Todo cuerpo sumergido en un lquido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen desalojado W = Fz
cuerpo . VT = liquido .Vs
VT = VS + Ve Donde: VT . Volumen total Vs . Volumen sumergido Ve . Volumen por encima.