DETERMINACION DE CENTRO DE PRESIONES
Páginas: 16 (3797 palabras)
Publicado: 29 de noviembre de 2014
DETERMINACION DE CENTRO DE PRESIONES
INTRODUCCIÓN
Para el diseño de estructuras u objetos que estarán sumergidos como presas, barajes, compuertas, tanques, barcos, etc., es necesario calcular las magnitudes y ubicaciones de las fuerzas debido a la presión de agua que actúa sobre la superficie de estos objetos, sean estas planas o curvas.
¿Por qué es importante conocer la ubicación delcentro de presiones? Porque siempre es necesario saber, en el diseño de obras hidráulicas, no sólo cuál es la magnitud de una fuerza resultante, sino cuál es su punto de aplicación
OBJETIVO
Verificar lo obtenido experimentalmente con lo que se conoce teóricamente.
Determinar experimentalmente la ubicación del centro de presiones de la fuerza resultante hidrostática ejercida por una altura deagua sobre una superficie curva,
Analizar la relación entre las coordenadas de este centro de presiones y la altura de agua que ejerce presión.
FUNDAMENTO TEORICO
En estática de fluidos, o hidrostática, no hay movimiento relativo entre las partículas de fluido, es decir, no existen esfuerzos cortantes, el único esfuerzo presente es un esfuerzo normal, la presión.
Todos los puntosubicados en un mismo plano horizontal, cuando el recipiente que contiene el líquido no está en movimiento, dentro de un mismo fluido, tienen la misma presión. En un fluido de peso específico ϒ constante tenemos que la presión manométrica, a determinada profundidad h, está dada por: P= Rh
La superficie libre de un líquido, cuando el recipiente no está en movimiento, es horizontal. En realidad esconcéntrica con la tierra, pero en dimensiones reducidas (comparadas con las de la tierra) es prácticamente horizontal.
El gráfico de presiones muestra la distribución de la presión sobre una superficie en contacto con un fluido (principalmente se aplica al caso de un líquido).
Una superficie curva en contacto con un líquido experimentará una fuerza hidrostática que suele ser analizada según suscomponentes horizontal y vertical.
La componente horizontal de la resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual en magnitud, a la resultante de las presiones que el fluido ejerce sobre la proyección de la superficie sobre un plano vertical y tiene la misma línea de acción, es decir, pasa por el centro de presión de dicha proyección.
La componentevertical de la fuerza resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual al peso del volumen de líquido que se encuentra verticalmente por encima de esta, y se extiende hasta el nivel de la superficie libre. En el caso en el cual la superficie recibe una presión contraria en sentido a este peso, la componente vertical tendrá el mismo valor (será evaluada )DESCRIPCION DEL EQUIPO
El elemento principal es un cuadrante cilíndrico pivotado en su centro geométrico (ver fotografías), balanceado por un contrapeso y rígidamente conectado a un elemento de pesa deslizante. Este sistema basculante se aloja en un recipiente que puede almacenar agua, u otro líquido, a diferentes alturas. La pesa deslizante produce el torque que equilibra la fuerza hidrostáticaproducida por el agua u otro líquido. En el laboratorio el líquido a usar será agua.
Dimensiones:
Radio interior del cuadrante cilíndrico 135 mm
Radio exterior del cuadrante cilíndrico 250 mm
Longitud perpendicular al dibujo 115 mm
Masa de la pesa deslizante (W/g) 0,605 kg
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Nivelar el recipiente. Ubicar la pesa deslizante indicando la longitud 10 cm (do) enla regla graduada horizontal. Si la superficie horizontal del cuadrante cilíndrico no se hallase perfectamente horizontal (observar el nivel de burbuja adherido).
Abrir la llave de ingreso de agua para empezar el llenado del recipiente. La llave de desagüe debe estar completamente cerrada.
A medida que la superficie libre se aproxima al cuadrante cerrar parcialmente la llave de ingreso para...
INTRODUCCIÓN
Para el diseño de estructuras u objetos que estarán sumergidos como presas, barajes, compuertas, tanques, barcos, etc., es necesario calcular las magnitudes y ubicaciones de las fuerzas debido a la presión de agua que actúa sobre la superficie de estos objetos, sean estas planas o curvas.
¿Por qué es importante conocer la ubicación delcentro de presiones? Porque siempre es necesario saber, en el diseño de obras hidráulicas, no sólo cuál es la magnitud de una fuerza resultante, sino cuál es su punto de aplicación
OBJETIVO
Verificar lo obtenido experimentalmente con lo que se conoce teóricamente.
Determinar experimentalmente la ubicación del centro de presiones de la fuerza resultante hidrostática ejercida por una altura deagua sobre una superficie curva,
Analizar la relación entre las coordenadas de este centro de presiones y la altura de agua que ejerce presión.
FUNDAMENTO TEORICO
En estática de fluidos, o hidrostática, no hay movimiento relativo entre las partículas de fluido, es decir, no existen esfuerzos cortantes, el único esfuerzo presente es un esfuerzo normal, la presión.
Todos los puntosubicados en un mismo plano horizontal, cuando el recipiente que contiene el líquido no está en movimiento, dentro de un mismo fluido, tienen la misma presión. En un fluido de peso específico ϒ constante tenemos que la presión manométrica, a determinada profundidad h, está dada por: P= Rh
La superficie libre de un líquido, cuando el recipiente no está en movimiento, es horizontal. En realidad esconcéntrica con la tierra, pero en dimensiones reducidas (comparadas con las de la tierra) es prácticamente horizontal.
El gráfico de presiones muestra la distribución de la presión sobre una superficie en contacto con un fluido (principalmente se aplica al caso de un líquido).
Una superficie curva en contacto con un líquido experimentará una fuerza hidrostática que suele ser analizada según suscomponentes horizontal y vertical.
La componente horizontal de la resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual en magnitud, a la resultante de las presiones que el fluido ejerce sobre la proyección de la superficie sobre un plano vertical y tiene la misma línea de acción, es decir, pasa por el centro de presión de dicha proyección.
La componentevertical de la fuerza resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual al peso del volumen de líquido que se encuentra verticalmente por encima de esta, y se extiende hasta el nivel de la superficie libre. En el caso en el cual la superficie recibe una presión contraria en sentido a este peso, la componente vertical tendrá el mismo valor (será evaluada )DESCRIPCION DEL EQUIPO
El elemento principal es un cuadrante cilíndrico pivotado en su centro geométrico (ver fotografías), balanceado por un contrapeso y rígidamente conectado a un elemento de pesa deslizante. Este sistema basculante se aloja en un recipiente que puede almacenar agua, u otro líquido, a diferentes alturas. La pesa deslizante produce el torque que equilibra la fuerza hidrostáticaproducida por el agua u otro líquido. En el laboratorio el líquido a usar será agua.
Dimensiones:
Radio interior del cuadrante cilíndrico 135 mm
Radio exterior del cuadrante cilíndrico 250 mm
Longitud perpendicular al dibujo 115 mm
Masa de la pesa deslizante (W/g) 0,605 kg
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Nivelar el recipiente. Ubicar la pesa deslizante indicando la longitud 10 cm (do) enla regla graduada horizontal. Si la superficie horizontal del cuadrante cilíndrico no se hallase perfectamente horizontal (observar el nivel de burbuja adherido).
Abrir la llave de ingreso de agua para empezar el llenado del recipiente. La llave de desagüe debe estar completamente cerrada.
A medida que la superficie libre se aproxima al cuadrante cerrar parcialmente la llave de ingreso para...
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