Mecanica De Fluidos
Páginas: 5 (1078 palabras)
Publicado: 7 de abril de 2012
UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE INGENIERÍA
APUNTE Nº2 MECANICA DE FLUIDOS
PROFESOR
ALAN OLIVARES GALLARDO
Ing. Civil
FUERZAS HIDROSTATICAS SOBRE LAS SUPERFICIES
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANA: La Fuerza P ejercida por un líquido sobre un área plana A es igual al producto del peso específico del líquido por la profundidad hcg del centro de gravedad de lasuperficie y por el área de la misma ecuación es:
P= γ* hcg * A
La línea de acción de la fuerza pasa por el centro de presión, que se localiza mediante la formula:
Donde: : es el momento de inercia del área respecto de un eje que pasa por su centro de gravedad. y : distancias que se miden a lo largo del plano y a partir de un eje determinado por la intersección del plano que contiene lasuperficie y de la superficie libre del líquido. A : área.
La Componente Horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie plana es igual a la fuerza normal sobre la proyección vertical de la superficie. La componente pasa por el centro de presión de la proyección vertical.
La Componente Vertical de la fuerza hidrostática sobre cualquier superficie plana es igual al peso del líquidosituado sobre el área, real o imaginario. La fuerza pasa por el centro de gravedad del volumen.
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA CURVA:
Cuando las fuerzas elementales
varían en dirección, como en el caso de
una superficie curva, deben sumarse como cantidades vectoriales, es decir, sus componentes en tres direcciones mutuamente perpendiculares se suman como escalares y luego lastres componentes se suman sectorialmente. Con dos componentes horizontales y una vertical se pueden determinar la resultante.
La Componente Horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie curva es igual a la fuerza de presión ejercida sobre una proyección de la superficie curva. El plano vertical de la proyección es normal a la dirección de la componente.
La superficie de la figurarepresenta cualquier superficie tridimensional y dA un elemento de área, cuya normal forma el ángulo Θ con la dirección x.
Si sumamos todas las componentes x de fuerza sobre la superficie:
Donde cosΘ es la proyección de dA sobre un plano perpendicular a x.
El elemento de fuerza en el área proyectada es la dirección x.
, el cual también esta en
Al proyectar cada elemento en suplano perpendicular a “x”, equivale a proyectar la superficie curva total sobre el plano vertical. Por lo tanto, la fuerza que actúa sobre esta proyección de la superficie curva es la componente horizontal de la fuerza ejercida sobre la superficie curva en la dirección normal a l plano de proyección. La línea de acción de esta componente de la fuerza resultante coincide con el centro de presión delárea proyectada.
La Componente Vertical de la fuerza hidrostática sobre una superficie curva es, igual al peso del líquido situado verticalmente por arriba de la superficie curva y que se extiende hasta la superficie libre.
En la figura la componente vertical de la fuerza que actúa en el elemento de área es:
Además, siendo p presión
Entonces:
Fv = γ * Volumen total
Nota: LaComponente Horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie cualquiera (plana o irregular) es igual a la fuerza normal sobre la proyección vertical de la superficie. La componente pasa por el centro de presión de la proyección vertical.
La componente Vertical de la fuerza hidrostática sobre cualquier superficie (plana o irregular ) igual al peso del líquido situado sobre el área, real oimaginario. La fuerza pasa por el centro de gravead del volumen.
Ejemplo Nº1:
Sol:
Cálculo de Fuerza Horizontal:
Donde:
A= 24m2
h20
* 5m * 24m2
Cálculo de Fuerza Vertical
h20
ABCD
ABCD =
Vol. □ABCE – Vol.
ADE
Vol. □ABCE =
Vol.
ADE
=
Vol total ABCD = 168 m3 - 75,4 m3 = 92,6 m3 Fv = 908,406 N
F = 1486,943 [KN] EMPUJE Y FLOTACION
PRINCIPIO...
APUNTE Nº2 MECANICA DE FLUIDOS
PROFESOR
ALAN OLIVARES GALLARDO
Ing. Civil
FUERZAS HIDROSTATICAS SOBRE LAS SUPERFICIES
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANA: La Fuerza P ejercida por un líquido sobre un área plana A es igual al producto del peso específico del líquido por la profundidad hcg del centro de gravedad de lasuperficie y por el área de la misma ecuación es:
P= γ* hcg * A
La línea de acción de la fuerza pasa por el centro de presión, que se localiza mediante la formula:
Donde: : es el momento de inercia del área respecto de un eje que pasa por su centro de gravedad. y : distancias que se miden a lo largo del plano y a partir de un eje determinado por la intersección del plano que contiene lasuperficie y de la superficie libre del líquido. A : área.
La Componente Horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie plana es igual a la fuerza normal sobre la proyección vertical de la superficie. La componente pasa por el centro de presión de la proyección vertical.
La Componente Vertical de la fuerza hidrostática sobre cualquier superficie plana es igual al peso del líquidosituado sobre el área, real o imaginario. La fuerza pasa por el centro de gravedad del volumen.
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA CURVA:
Cuando las fuerzas elementales
varían en dirección, como en el caso de
una superficie curva, deben sumarse como cantidades vectoriales, es decir, sus componentes en tres direcciones mutuamente perpendiculares se suman como escalares y luego lastres componentes se suman sectorialmente. Con dos componentes horizontales y una vertical se pueden determinar la resultante.
La Componente Horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie curva es igual a la fuerza de presión ejercida sobre una proyección de la superficie curva. El plano vertical de la proyección es normal a la dirección de la componente.
La superficie de la figurarepresenta cualquier superficie tridimensional y dA un elemento de área, cuya normal forma el ángulo Θ con la dirección x.
Si sumamos todas las componentes x de fuerza sobre la superficie:
Donde cosΘ es la proyección de dA sobre un plano perpendicular a x.
El elemento de fuerza en el área proyectada es la dirección x.
, el cual también esta en
Al proyectar cada elemento en suplano perpendicular a “x”, equivale a proyectar la superficie curva total sobre el plano vertical. Por lo tanto, la fuerza que actúa sobre esta proyección de la superficie curva es la componente horizontal de la fuerza ejercida sobre la superficie curva en la dirección normal a l plano de proyección. La línea de acción de esta componente de la fuerza resultante coincide con el centro de presión delárea proyectada.
La Componente Vertical de la fuerza hidrostática sobre una superficie curva es, igual al peso del líquido situado verticalmente por arriba de la superficie curva y que se extiende hasta la superficie libre.
En la figura la componente vertical de la fuerza que actúa en el elemento de área es:
Además, siendo p presión
Entonces:
Fv = γ * Volumen total
Nota: LaComponente Horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie cualquiera (plana o irregular) es igual a la fuerza normal sobre la proyección vertical de la superficie. La componente pasa por el centro de presión de la proyección vertical.
La componente Vertical de la fuerza hidrostática sobre cualquier superficie (plana o irregular ) igual al peso del líquido situado sobre el área, real oimaginario. La fuerza pasa por el centro de gravead del volumen.
Ejemplo Nº1:
Sol:
Cálculo de Fuerza Horizontal:
Donde:
A= 24m2
h20
* 5m * 24m2
Cálculo de Fuerza Vertical
h20
ABCD
ABCD =
Vol. □ABCE – Vol.
ADE
Vol. □ABCE =
Vol.
ADE
=
Vol total ABCD = 168 m3 - 75,4 m3 = 92,6 m3 Fv = 908,406 N
F = 1486,943 [KN] EMPUJE Y FLOTACION
PRINCIPIO...
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