Fuerza De Presión Sobre Superficies Planas Y Curvas

 

INTRODUCCION

Existen varios tipos de estructuras que se encuentran sometidos a fuerzas de presión que actúan sobre ellas . El efecto de la presión hidrostática es muy importante en muchas áreas de la técnica, por ejemplo en ingeniería naval, para construir diques, presas y esclusas, y también en técnica sanitaria y doméstica.
El calculo de la magnitud , dirección y localización de lafuerza de presión resultante sobre estructuras citadas , dependerá de la forma y posición de su superficie ; por ejemplo para una superficie plana y sumergida en posición horizontal , la presión en cualquier punto es constante y al determinación de la fuerza es muy simple y la determinación de la fuerza es muy simple ; sin embargo en superficies que no mantienen la posición horizontal y además detener una área irregular , el calculo de la fuerza de presión se complica relativamente , ya que la presión no permanece constante y al distribución no es lineal .
Es por ello que se realiza este experimento de centro de presiones para poder comprender estos conceptos y de esta forma esclarecer dudas que como estudiantes podamos tener .

OBJETIVOS

Determinar la fuerza hidrostática queactúa sobre la superficie plana y su posición ( teórica y experimental )
Determinar la posición de la línea de acción de al fuerza hidrostática y comparar la posición determinada experimentalmente con la posición teórica.


MARCO TEORICO

PRESION
En mecánica, fuerza por unidad de superficie que ejerce unlíquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse enatmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newton por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un Pascal (Pa).Sin embargo en la práctica, se expresa con frecuencia la presión en altura equivalente de columna de un líquido determinado: por ejemplo en metros de columna de agua, en milímetros de columna de mercurio, etc. Dimensionalmente la presiónno es igual a una longitud, sino es igual a una fuerza partida por una superficie. Por eso en el Sistema Internacional de Unidades las alturas como unidades de presión han sido abolidas aunque no hay dificultad en seguir utilizándose como alturas equivalentes.

A continuación se deduce una expresión, que permite pasar fácilmente de una expresión expresada en columna equivalente de un fluido a laexpresada a las unidades de presión de un sistema cualquiera :


Consideremos un recipiente cilíndrico de base horizontal “A”
Lleno de líquido de densidad  hasta una altura h.

Por definición de presión:




El centro de presiones es el punto por el cual se ejercen las líneas de acción de las fuerzas que ejercen presión sobre un cuerpo sumergido en un líquido. El centro depresiones y el centro de gravedad no coinciden en ningún punto. Ya que el centro de presiones siempre esta por debajo del centro de gravedad, esto es por que la fuerza resultante aplicada esta por debajo del centro de gravedad y el centro de presiones corresponde a la misma distancia de ubicación de la fuerza resultante.

DETERMINACION DEL CENTRO DE PRESIONES


La línea de acción de la fuerzaresultante F corta a la superficie en un punto que se llama centro de presiones, que no coincide en general con el centro de gravedad (sólo en las superficies horizontales coinciden, porque).


Para determinar las coordenadas del centro de presiones ( ), se utiliza el teorema de los momentos (Teorema de Varignon): “El momento de la resultante es igual a la suma de los momentos de las componentes”Las coordenadas están dadas por las fórmulas:

Yc = YG + Ixx
(YG x A)



EQUIPOS Y MATERIALES

Equipo para ensayo de centro de presiones : Está compuesto por un tanque acrílico transparente , en cuya base dispone de un nivel circular con tres tornillos de nivelación , y una válvula de drenaje , en la parte superior dispone de un soporte para permitir...