Presión sobre superficies planas


Nombre:
Martin José Pichardo Peguero
Matrícula:
11-0537
Asignatura:
Mecánica de Fluidos (ING208-70)
Práctica:
Presión Sobre Superficies Planas
Fecha de Desarrollo:
3 de Junio del 2013
Fecha de Entrega:
10 de Junio del 2013
Recinto:
Área de Ingeniería
TABLA DE CONTENIDO



INTRODUCCIÓN
Hemos conocido un poco lo que es la presión, hicimos experimentos con el manómetro deBourdon y aprendimos sus unidades de medidas. Pero surgen algunas preguntas: ¿Cómo actúa la presión? ¿Cómo se representan estas presiones? ¿Qué provoca la presión en superficies planas? ¿Cómo se calculan las fuerzas resultantes de dichas presiones?
La presión de un líquido en reposo se ejerce siempre de forma normal a la superficie, de tal modo, que si tuviéramos un vaso que contiene unlíquido y hacemos orificios en varios puntos del vaso, el líquido saldrá (durante un corto tiempo) en chorro con dirección normal a las paredes.
Para la realización de esta práctica utilizaremos un banco hidrostático como se muestra en la figura.
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La presión se define como una fuerza que incide perpendicularmente sobre un área determinada:

A continuación vamos a calcular de cuánto es la fuerzaque ejerce el líquido y también demostraremos que la fuerza resultante sobre una superficie plana parcialmente sumergida en un líquido en reposo siempre actúa en el centro de presión.
OBJETIVO ESPECÍFICO
Para la actividad tomaremos en cuenta los siguientes objetivos:
Determinar experimentalmente el centro de presiones sobre una superficie plana, parcialmente sumergida en un líquido en reposo y encomparación con las posiciones teóricas.
Determinar experimentalmente el centro de presiones sobre una superficie plana completamente sumergida en un líquido en reposo y en comparación con posiciones teóricas.
MARCO TEÓRICO
En el diseño de dispositivos y objetos sumergidos, tales como presas, obstrucciones de flujo, superficies en barcos y tanques de almacenamiento, es necesario calcular lasmagnitudes y ubicaciones de las fuerzas que actúan tanto en superficies planas como curvas4. En esta práctica nos centraremos en superficies planas.
La fuerza que ejerce un fluido sobre una superficie sólida que está en contacto con él es igual al producto de la presión ejercida sobre ella por su área. Estas fuerzas, que actúan en cada área elemental, se pueden representar por una única fuerzaresultante que actúa en cada punto de la superficie llamado centro de presión1.
Cuando la superficie sólida es plana, la fuerza resultante coincide con la fuerza total, ya que todas las fuerzas elementales son paralelas. Mientras que cuando la superficie es curva, las fuerzas elementales no son paralelas y tendrán componentes opuestos de forma que la resultante es menor que la fuerza total1.
Lapráctica se divide en dos partes:
Inmersión Parcial
Inmersión Total
Para la realización del experimento utilizaremos un banco hidrostático. Sus partes se muestren en la figura siguiente.

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Siguiendo las medidas:
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Inmersión Parcial
Para la inmersión parcial utilizaremos la siguiente fórmula:

Donde:
: El peso específico del agua e igual a 8.81KN/m3
L: La distancia de donde se colocanlas pesas al eje de apoyo del brazo basculante.
b: La distancia horizontal.
h: La altura del agua donde la superficie plana se logra nivelar después de colocar un peso determinado.
a: Distancia entre el punto de arrostre y el brazo basculante.
d: Distancia entre la posición inicial de equilibrio y la cantidad de agua vertida.
Inmersión Total
Para la inmersión total utilizaremos lasiguiente fórmula:
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Donde h0 = h – d/2. Es la profundidad del centro de gravedad de la superficie plana.
METODOLOGÍA
Medios y Equipos a Utilizar
Banco Hidrostático (F9092)
Equipo de presión sobre superficies (FME-08)
Juego de pesas de 100, 50, 20, 10 y 5 gr. respectivamente.
Procedimiento Experimental
Parte 1 – Centro de Presiones para Inmersión Parcial
1. Acoplar el cuadrante al brazo...