Hidraulica basica laboratorio

Universidad Nacional Autónoma de México

Laboratorio Hidráulica Básica
Práctica No. 2 “Hidrostática” Semana 1
Alumno: Espinoza Champo José Luis
Código: HB608

Memoria de Cálculo
Empuje horizontal
1. Para el empuje sobre un lado de la compuerta, calcular:
a) El empuje hidrostático P1, con la ecuación general, en N y en Kgf
P1=gρAzG
P1=9.81ms21000 kgm30.40m.22m(0.222m)P1=94.9608 N P1=94.9608 N 1kgf9.80N=9.69 (kgf)
b) El empuje hidrostático P1, con el volumen de la cuña de distribución de presiones V(pp), en N y en Kgf
P1= ∀PP
P1=1000kgm39.81ms2.22m0.40m(.22m)= 189.9216 N
P1=189.9216 N 1kgf9.80N=19.3797 (kgf)
c) La ordenada yk en m, del centro de presiones K con la ecuación general.
yk= r2xyG+ yG
yk=h12120.5h1+0.5h1= h16+h12= 2h13=0.1466 m
d) Lalongitud del brazo de palanca d, respecto al perno, en m y de acuerdo con el diagrama de cuerpo libre de la compuerta.

d1=h1- zk+hp=0.22m-.1466m+0.069m=4.4 ×10-3

e) El momento M, en Nm, respecto al perno. Considere positivo el sentido horario de giro M1>0
M1= 19.3797 kgf0.0734m=1.4224 kgfm 9.80N1kgf=14(Nm)
2. Repetir el inciso 1 para el empuje sobre ambos lados de la compuertaa) a) El empuje hidrostático P2 y P3, con la ecuación general, en N y en Kgf
P2=gρAzG
P1=9.81ms21000 kgm30.40m.22m0.222m=94.9608 N =94.9608 N 1kgf9.80N=9.69 (kgf)
P3=gρAzG2
P3=9.81ms21000 kgm30.40m.10m0.102m=19.62N
P3=19.62N1kgf9.80N=2.002(kgf)
b) El empuje hidrostático P2 y P3, con el volumen de la cuña de distribución de presiones V(pp), en N y en Kgf
P2= ∀PPP2=1000kgm39.81ms2.22m0.40m(.22m)= 189.9216 N
P2=189.9216 N 1kgf9.80N=19.3797 (kgf)
P3= ∀pp3
P2=1000kgm39.81ms2.10m0.40m(.10m)= 39.24 N
P2=39.24 N 1kgf9.80N=4.004 (kgf)
c) La ordenada yk en m, del centro de presiones K con la ecuación general.
yk= r2xyG+ yG
yk2=h22120.5h2+0.5h2= h26+h22= 2h23=0.1466 m
yk3=h32120.5h3+0.5h3= h36+h32= 2h33=0.066 m
Obtenemos la resultante con la suma de fuerzas en X.
19.3797kgf-4.004 kgf-FR=0
FR=15.3757 kgf
Con la suma de momentos tenemos que y con referencia al fondo
19.3797 kgf0.0734m-4.004 kgf0.034m-15.3757 kgfX=0
X=0.08366m Con respecto al piso
d) La longitud del brazo de palanca d, respecto al perno, en m y de acuerdo con el diagrama de cuerpo libre de la compuerta.

d2=h2- zk+hp=0.22m-.1466m+0.069m=4.4 ×10-3m
d3=h3-0.034m+(0.10m-0.069m=0.10m-0.065=0.035m
Con respecto a la resultante
d4= 0.08366m-0.069m=0.0146m
e) El momento M, en Nm, respecto al perno. Considere positivo el sentido horario de giro M2>0
M2= 19.3797 kgf0.0734m=1.4224 kgfm 9.80N1kgf=14(Nm)
M3= -4.004 kgf0.034m=-0.1361 kgfm 9.80N1kgf=-1.3333(Nm)
MFR= -15.3757 kgf00.08366m=-1.29kgfm 9.80N1kgf=-12.642(Nm)
Empuje Vertical
3. Para los casos realizados con la cajade acrílico, calcular:
a) El empuje vertical ascendente Pz, con el principio de Arquímedes, en N, y en kgf
PZi=gρ∀Si ∀Si=hsiAb Ab=.10m.15m=0.015m2
Caja vacía
PZi=1000kgm39.81ms20.033m0.015m2=4.85595N
PZi=4.85595N1kgf9.80N=0.49550 kgf
Caja más 0.2 kgf
PZ2=1000kgm39.81ms20.046m0.015m2=6.7689N
PZ2=6.7689N1kgf9.80N= 0.6907kgf
Caja más 0.5kgfPZ3=1000kgm39.81ms20.067m0.015m2=9.85905N
PZ3=9.85905N1kgf9.80N= 1.006kgf
Caja más 1 kgf
Pz4=1000kgm39.81ms20.099m0.015m2=14.56785N
PZ4=14.56785N1kgf9.80N= 1.48651kgf
Caja más cubo
PZ5=1000kgm39.81ms20.067m0.015m2=9.85905N
PZ5=9.85905N1kgf9.80N= 1.006kgf
b) El error en por ciento entre los pesos registrados en la tabla 1, Wi, en kgf y los empujes ascendentes Pzi, obtenidos en el inciso anterior.

e= W-PZW
e1=.25-0.49550.25 ×100=98.2%

e2= .45- 0.69070.45 ×100=53.4%
e3= .75- 1.006.75 ×100=34.13%
e4= 1.25- 1.486511.25 ×100=18.92%
e5= 0.765- 1.006.765 ×100=31.5%
4. Ilustrar y explicar las condiciones de equilibrio que se presentaron en la flotación del cilindro y de la esfera de madera
Equilibrio en el cilindro es de tipo Inestable, por que presenta volteo, su distribución de masa es uniforme, y su...