Empuje hidrostatico

DIVISIÓN DE MATEMÁTICAS E INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE HIDRÁULICA DE TUBERÍAS

PRÁCTICA # 3 “EMPUJE HIDROSTÁTICO”

01/03/12



Objetivo: Cuantificar el empujehidrostático sobre una superficie plana
Antecedentes Teóricos:
LA distribución de presiones sobre una superficie plana o curva produce una fuerza conocida como empuje hidrostático (E).
Resulta evidente quecada vez que un cuerpo se sumerge en un líquido es empujado de alguna manera por el fluido. A veces esa fuerza es capaz de sacarlo a flote y otras sólo logra provocar una aparente pérdida de peso. Pero,¿cuál es el origen de esa fuerza de empuje? ¿De qué depende su intensidad?

Sabemos que la presión hidrostática aumenta con la profundidad y conocemos también que se manifiesta mediante fuerzasperpendiculares a las superficies sólidas que contacta. Esas fuerzas no sólo se ejercen sobre las paredes del contenedor del líquido sino también sobre las paredes de cualquier cuerpo sumergido en él.Distribución de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido

Imaginemos diferentes cuerpos sumergidos en agua y representemos la distribución de fuerzas sobre sus superficies teniendo en cuenta elteorema general de la hidrostática. La simetría de la distribución de las fuerzas permite deducir que la resultante de todas ellas en la dirección horizontal será cero. Pero en la dirección vertical lasfuerzas no se compensan: sobre la parte superior de los cuerpos actúa una fuerza neta hacia abajo, mientras que sobre la parte inferior, una fuerza neta hacia arriba. Como la presión crece con laprofundidad, resulta más intensa la fuerza sobre la superficie inferior. Concluimos entonces que: sobre el cuerpo actúa una resultante vertical hacia arriba que llamamos empuje.

El empuje E pasa por unpunto CP llamado centro de presiones y se localiza por abajo del centro de gravedad de área A.

Otro problema es localizar el punto de aplicación del empuje, el centro de presiones CP, que...