Hidraulica


Práctica 1: Determinación de presiones hidrostáticas en superficies planas y curvas.
Objetivo
Analizar el giro de una compuerta provocado por el empuje hidrostático y el empuje verticalascendente con el principio de Arquímedes.
Antecedentes
 Empuje hidrostático en superficies planas; ecuación general, centro de presiones.
 Prisma o cuña de presiones.
 Principio de Arquímedes.
Tipos de equilibrio en un cuerpo flotante; centro de carena y metacentro.
Desarrollo
Empuje horizontal
1. Medir la altura h1, en m, cuando inicie el giro de la compuerta sometida al empuje del agua porun solo lado de ella, figura 1a. El ancho b de la compuerta es 0.40 m y la altura hp del perno es 0.069m.

Figura 1. Empuje sobre un lado de la compuerta
2. Tapar los orificios de fondo, colocarla compuerta en posición vertical y medir las alturas h2 y h3, en m, cuando inicie el giro de la compuerta, figura 2.

Empuje vertical
1. Pesar la caja de acrílico WCV, cuya base mide 0.10 m por0.15 m, y el cubo de concreto WCC, en kgf, respectivamente.

2. Medir y registrar la profundidad hs, a la que se sumerge la caja para cada uno de los pesos de la tabla 1, para cada caso introducir elobjeto al centro de la caja figura 3.

3. Analizar lo que sucede al introducir un cilindro de madera en el agua en posición vertical y discutir la posición del centro de presión, centro de gravedad,centro de carena, metacentro y altura metacéntrica; identificar las condiciones de equilibrio que se presentan en la flotación de este cuerpo. Hacer lo mismo con la esfera de madera.
MEMORIA DECÁLCULO
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.


donde
g aceleración de la gravedad, 9.81m/s2
ρ densidad del agua, 1,000 kg/m3
A área de la superficie donde desea conocer el empuje hidrostático, en m2, A = bh1
zG profundidad al centro de gravedad de la superficie A, en m, zG = 0.5h1...