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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERA MECNICA
LABORATORIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE Y
APROVECHAMIENTO DE FLUIDOS
PRCTICA No. 1
FUERZAS HIDROSTTICAS
1. INTRODUCCIN
En ingeniera, el estado estable se refiere a un estado en el
cual no hay variacin de las propiedades con respecto al tiempo, sin
embargo la estabilidad tiene significados ligeramente diferentes.
La estabilidad se refiere a esa tendencia a estar en estado de
equilibrio, sin embargo tampoco es un acontecimiento que dependa
del tiempo; las fuerzas hidrostticas son de suma importancia para
la estabilidad y en la mayora de los casos son importantes para
clculos de diseo y es imposible obviarlas. Al estudiar la esttica
de fluidos se ha demostrado que tan solo existe un esfuerzo normal,
este esfuerzo normal hace referencia al estudio de la presin,
existen por tanto situaciones que conciernen a la esttica de
fluidos como los esfuerzos de lquidos en reposo, lquidos contenidos
en dispositivos que se aceleran, y lquidos contenidos en cilindros
en rotacin. 2. FUNDAMENTO TERICO 2.1 Variacin De La Presin
Producida Por Un Fluido La variacin de la presin en una direccin
cualquiera de un fluido en reposo puede obtenerse estudiando las
variaciones a lo largo de la lnea horizontal y de la vertical. El
punto A y B de la Figura 1. Estn en un plano horizontal en un
cuerpo libre cilndrico del eje AB y de bases normales al eje en A y
B las nicas fuerzas que actan en la direccin axial son y , siendo y
el rea de aplicacin de la carga, la cual es la misma, por
consiguiente = , lo que prueba que en dos puntos del mismo plano
horizontal en una masa continua de un fluido en reposo existe la
misma presin.
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Figura 1. Fuerza horizontal sobre un cuerpo flotante
Fuente: STREETER, Vctor L. Mecnica de fluidos. Mxico:
McGraw-Hill, 1966.
Ahora consideremos un cuerpo libre de un fluido Figura 2,
consiste de un prisma de rea de seccin recta A, con un eje vertical
y una altura . La base esta a un altura y por encima de un
origen arbitrario, la presin de es y en + es + (
) lo cual muestra que si existe
una variacin de la presin en la direccin vertical.
Figura 2. Fuerza vertical sobre un cuerpo flotante
Fuente: STREETER, Vctor L. Mecnica de fluidos. Mxico:
McGraw-Hill, 1966.
3. TEMAS DE CONSULTA
Presin en un punto Fuerzas hidrostticas sobre superficies planas
sumergidas (horizontales e inclinadas) Fuerzas hidrostticas sobre
superficies curvas sumergidas Centro de presin Presin atmosfrica y
manomtrica, Presin absoluta y relativa Centroides
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4. IMPLEMENTOS Los implementos usados para el laboratorio son
los siguientes:
Figura 3. Banco para la medicin de los momentos hidrostticos
Fuente: Laboratorio mecnica de fluidos
5. PROCEDIMIENTO
1. Colocamos agua y el portapesas en la parte izquierda del
banco hasta que quede horizontal.
2. Tomamos la pesa nmero 1 y la colocamos en el lado izquierdo
del banco unidas a el porta pesas mostrado en la Figura 3.
3. Adicionamos agua en el canal derecho del banco hasta que
quede en posicion horizontal. 4. Tomamos la medida de la altura del
agua con respecto a la base del canal curvo. Figura 4 y
5 5. Repetimos el procedimiento con las dems pesas en el orden
que indica la hoja de datos.
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Figura 4. Diagrama de cuerpo libre del banco.
Fuente: Laboratorio mecnica de fluidos.
Figura 5. Diagrama de cuerpo libre del banco.
Fuente: Laboratorio mecnica de fluidos.
W2
[Escriba una cita del documento o
el resumen de un punto
interesante. Puede situar el cuadro
de texto en cualquier lugar del
documento. Use la ficha
Herramientas de dibujo para
cambiar el formato del cuadro de
texto de la cita.]
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el resumen de un punto
interesante. Puede situar el cuadro
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documento. Use la ficha
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h = Altura del agua Profundidad Del Canal = 7,2 cm
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6. ANALISIS DE RESULTADOS
1. Explique la influencia de la presin sobre las superficies
curvas en el sistema, tenga en cuenta que el centro de curvatura de
las superficies esta en el pivote.
2. Que sucederia con la distribucion de presiones si se
inclinara la superficie?, es decir, si la pared no se encontrar
vertical sino inclinada.
3. Porque no se tiene en cuenta la presin generada por el agua
que se encuentra en el lado izquierdo (Figura 3)?
4. Dnde esta ubicado el centro de presion del sistema para cada
posicin del banco? haga un dibujo de cada uno, donde indique
especficamente la posicin.
5. Mencione aplicaciones prcticas relacionadas al estudio de las
fuerzas hidrostticas. 6. En este caso La presion promedio esta
ubicada en el centro de presin? Explique
7. BIBLIOGRAFIA [1] *SOTELO VILA, Gilberto. Hidrulica general
(vol. 1). Mxico: LIMUSA S. A. ,1997. pp. 45-48, 60-64.
[2] **STREETER, Vctor L. Mecnica de fluidos. Mxico: McGraw-Hill
,1966. 9. P.37-42.
[3] SHAMES, Irving H. Mecnica de fluidos. Santaf de Bogot
(Colombia): McGraw-Hill, 1995. P.61-71.
[4] EDUCAR CHILE .Interaccin entre cargas [online]. S. L.: S.E.,
S. F. [Disponible En]:
http://www.educarchile.cl/psu/estudiantes/Contenidos.aspx?sector=4&nivel=4&eje_tem_sem=120
