practica de mecánica de fluidos





Universidad de Guadalajara

Centro universitario de ciencias exactas e ingenierías

Mecánica de fluidos

Sección: D-03

Salcido López

Maestra: Rosa María Jiménez AmezcuaReporte de práctica # 6

Tema: Fuerza hidrostática sobre una superficie sumergida plana

Fecha: 15/10/13

Marco teórico.
Para comprender mejor esta práctica y saber el porqué de los objetivos que definiremos posteriormente, es importante recordar que el líquido es un fluido.
Por lo que es importante comenzar recordando lo que es un fluido y algunas de sus propiedades, en específico, lasque trataremos de comprender en esta práctica:
Fluido: Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas hay una fuerza de atracción débil. Los fluidos se caracterizan por cambiar de forma sin que existan fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original". Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre si porfuerzas cohesivas débiles y/o las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de formapropios. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos.
Propiedades de los fluidos.
Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades primarias ypropiedades secundarias del fluido.
Las primarias también llamadas termodinámicas son: presión, densidad, temperatura, energía interna, entalpia, entropía, peso y volumen específico, viscosidad. Las secundarias son: conductividad térmica, tensión superficial, compresibilidad y capilaridad .En esta práctica nos enfocaremos en una propiedad en particular, la fuerza hidrostática.
fuerza hidrostática:fuerza de  los líquidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición de un cuerpo .
La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.
La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:
P = Po + ρgy
Siendo:
P: presión
Po: presión superficial
ρ: densidad del fluido
g: intensidad gravitatoriade la Tierra
y: altura neta

Información básica
En la figura 1.6.2, se muestra una superficie sumergida sobre cuya cara superior se quiere determinar la fuerza hidrostática resultante. Como no pueden existir tensiones cortantes, dicha fuerza será normal a la superficie.

Se ha seleccionado el área elemental dA a una profundidad h, sometida a una presión. El módulo de la fuerza que actúasobre este elemento de superficie, será ɣhdA. La integral de ésta, extendida a toda el área de la placa. Nos dará el valor de la fuerza hidrostática resultante:

Como = momento de primer orden del área de la placa con relación al eje X´, por lo tanto podemos utilizar en su lugar , donde es la coordenada Y´correspondiente al centroide.
Así

Donde:
FT fuerza resultante teórica
A es el áreade la superficie sumergida
Ɣ es el peso específico del fluido, y
hc.g. es la distancia desde la superficie libre del fluido al centro de gravedad ”A”
Calculo de la posición Yc.p. Del punto de aplicación de la fuerza hidrostática resultante FT.
El momento de momento de FT respecto al eje X; será igual al momento resultante debido a la distribución de presiones sobre el área.
=

Como =...