Lab de hidraulica

PRACTICA Nº 1
LOCALIZACIÓN DEL CENTRO DE PRESIONES

1. Introducción.-

De acuerdo con el aspecto físico que tiene en la naturaleza, la materia se puede clasificar en tres estados: sólido, líquido y gaseoso, de los cuales los dos últimos se conocen como fluidos.
A diferencia de los sólidos, por su constitución molecular los fluidos pueden cambiar continuamente las posicionesrelativas de sus moléculas, sin ofrecer gran resistencia al desplazamiento entre ellas, aun cuando este sea muy grande.

2. Objetivos.-

- Determinar experimentalmente la línea de acción de la fuerza resultante (centro de presiones) que actúa sobre una superficie plana bajo la acción de un líquido en condiciones estáticas.
- Comparar y discutir el resultado medido con el obtenido apartir de las ecuaciones de la hidrostática.

3. Fundamento Teórico.-

3.1 Características de los Fluidos.-

Si el fluido se encuentra en reposo en su interior no pueden existir fuerzas tangenciales a superficie alguna, cualquiera que sea su orientación, y que dichas fuerzas se presentan solo cuando el fluido esta en movimiento.
Por lo contrario, el sólido en reposo si admitefuerzas tangenciales a las superficies, en igualdad de condiciones, las cuales producen desplazamientos relativos entre sus partículas con una magnitud perfectamente definida. Si el sólido es elástico y la fuerza rebasa una magnitud llamada de fluencia del material, aquel recupera su forma original en el momento que cesa la fuerza aplicada. Otra característica peculiar del fluido es que, como notiene forma propia, adquiere la del recipiente que la contiene.
Con las consideraciones anteriores aparentemente resulta claro distinguir los sólidos de los fluidos; sin embargo, hay sustancias cuya clasificación no es fácil, como por ejemplo el alquitrán, que a pesar de tener aspecto de sólido su comportamiento corresponde al de un fluido. En efecto si se coloca sobre el piso un bloque dedicha sustancia, después de un periodo largo se notara que el material sufre lentamente un cambio en su forma: Por otra parte, ciertos sólidos llamados plásticos fluyen cuando la fuerza tangencial que se le aplica rebasa cierta magnitud.
Los fluidos poseen una propiedad característica de resistencia a la rapidez de deformación, cuando se someten a un esfuerzo tangencial, que explica sufluidez. Esta resistencia llamada viscosidad no sigue las mismas leyes de deformación de los sólidos, es decir, los esfuerzos tangenciales que se producen en un fluido no dependen de las deformaciones que experimenta, sino de la rapidez con que estas se producen. Todavía más, la ley de variación entre los esfuerzos tangenciales y la rapidez con que ocurren las deformaciones es distinta según el tipo defluido que se trate; por ejemplo, en los llamados newtonianos el esfuerzo tangencial es directamente proporcional a la rapidez de la deformación a partir de los valores cero iniciales, siendo los casos más comunes el agua, el aire y algunos aceites minerales. Por el contrario, en los fluidos llamados no newtonianos la variación entre esfuerzo tangencial y rapidez de deformación angular no eslineal, pues depende del tiempo de exposición al esfuerzo (su agitación) y de la magnitud del mismo. Es el caso del betún, los compuestos de celulosa, las colas y grasas, pinturas de aceite, jabón, gomas, alquitrán, etc.
Otras sustancias como las mezclas empleadas en la inyección de suelos (limo, bentonita, arcillas, etc.) presentan un comportamiento que corresponde a los sólidos, en tanto elesfuerzo no alcanza un cierto valor inicial, pues a partir de este se comportan como fluidos. Dichas se consideran dentro del tipo de fluidos de Bingham (también conocido como plástico ideal). Otros cuerpos como (medios pulverulentos, suelos, asfalto, plástico, etc.) posen propiedades intermedias entre las de un sólido y un fluido.
Fuera de la clasificación general los fluidos pueden...