Steven2192

Solo disponible en BuenasTareas
  • Páginas : 9 (2070 palabras )
  • Descarga(s) : 0
  • Publicado : 24 de febrero de 2012
Leer documento completo
Vista previa del texto
PRESIÓN HIDROSTÁTICA

Objetivo General

Estudiar el fenómeno hidrostático que se presenta sobre la superficie de un plano sumergido en agua.

Objetivos Específicos

* Determinar la posición de la línea de acción del empuje y comparar la posición determinada experimentalmente con la que teóricamente presenta.
* Determinar la fuerza que se ejerce sobre las superficies que están encontacto con un fluido.
* Determinar la posición del Centro de Presiones sobre una superficie plana parcialmente sumergida en un líquido en reposo.
* Determinar la posición del Centro de Presiones sobre una superficie plana, completamente sumergida en un líquido en reposo.

Marco Teórico

Superficie Plana Parcialmente Sumergida
Lo que se encuentra a continuación es unarepresentación esquemática del aparato definiendo las dimensiones físicas, además de aquellas mostradas anteriormente. Esta nomenclatura será usada a lo largo de la exposición de ésta teoría.

Donde:
d es la profundidad de sumergimiento.
F es el empuje hidrostático ejercido sobre el cuadrante.
h es la profundidad del centroide.
h’ es la profundidad del centro de presión, P.
h’’ esla distancia de la línea de acción del empuje bajo el pivote. Esta línea de acción pasa a través del centro de presión, P.

Superficie Plana Vertical Parcialmente Sumergida – Empuje en la Superficie
El empuje hidrostático F puede ser definido como
F=ρgAh, N [1]
Donde el área A es:
A =Bd y h=C=d2
De aquí
F=ρgBd22

Superficie Plana Vertical Parcialmente Sumergida – ProfundidadExperimental del Centro de Presión
El momento, M puede ser definido como
M=Fh'', Nm
El equilibrio del momento es producido por el peso, W aplicado en la punta ubicada en el extremo del brazo de palanca. El momento es proporcional a la longitud del brazo de palanca, L.
Por equilibrio estático los dos momentos son iguales. Esto es:
M=Fh''=WL=mgL
Por sustitución de la derivada del empujehidrostático, F de [1] tenemos:
h''=mgLF=2mLρBd2, (m)

Superficie Plana Vertical Parcialmente Sumergida – Profundidad Teórica del Centro de presión
El resultado teórico para la profundidad del centro de presión P, por debajo de la superficie libre es:
h'=IxAh [2]
Donde Ix es el segundo momento del área de sección sumergida sobre un eje en la superficie libre.
Mediante el uso del teorema delos ejes paralelos
Ix=Ic+Ah2 [3]
Ix=112Bd3+Bdd22=13Bd3, (m4)
La profundidad del centro de presión bajo el punto de pivote es:
h''=h'+H-d, (m) [4]
 Sustituyendo (3) en (2) y de aquí a (4) produce un resultado teórico de:
h''=H-d3

Superficie Plana Vertical Totalmente Sumergida
A continuación se encuentra una representación esquemática del aparato definiendo las dimensiones físicas,además de aquellas mostradas anteriormente. Esta nomenclatura será usada a lo largo de la exposición de ésta teoría.

h’’

Donde:
d es la profundidad de sumergimiento.
F es el empuje hidrostático ejercido sobre el cuadrante.
h es la profundidad del centroide.
h’ es la profundidad del centro de presión, P.
h’’ es la distancia de la línea de acción del empuje bajo el pivote,esta línea de acción pasa a través del centro de presión, P.

Superficie Plana Vertical Totalmente Sumergida – Empuje Hidrostático
El empuje hidrostático F puede ser definido como:
F=ρgBdd-D2, (N) [5]

Superficie Plana Vertical Totalmente Sumergida – Profundidad Experimental del Centro de Presión
El momento, M puede ser definido como
M=Fh'' (Nm)
El equilibrio del momento es producidopor el peso, W aplicado en la punta ubicada en el extremo del brazo de palanca. El momento es proporcional a la longitud del brazo de palanca, L.
Por equilibrio estático los dos momentos son iguales. Esto es:
M=Fh''=WL=mgL
Por sustitución de la derivada del empuje hidrostático, F de (5) tenemos:
h''=mLρBdd-D2, (m)

Superficie Plana Vertical Totalmente Sumergida – Profundidad Teórica...
tracking img