Trabajo Práctico 2

Mecánica de Fluidos
Trabajo Práctico # 2
Fuerzas sobre superficies sumergidas - Fluidos estáticos acelerados
Como Proceder:
a.-Imprima los contenidos de esta guía, el mismo contiene tablas y gráficas importantes para el desarrollo
de la materia y servir de apoyatura en los parciales y finales.
b.-Lea los contenidos de la parte Teórica correspondiente al Modulo 01b disponible en LIRUCA (Mec.
deFluidos Prof. Rosasco), haga un resumen de conceptos y de fórmulas, lo indicado como Notas
Complementarias es de lectura opcional, después intente resolver los problemas uno a uno, si no puede
lograrlo consulte la guía ya resuelta, y analice el procedimiento, verifique que entiende todo lo explicado.
Si desea practicar más intente resolver los problemas de repaso y los disponibles en la bibliografíade
referencia. (Tiempo estimado a dedicar 4 a 5 hs. durante la semana).

Problemas resueltos
1.- Un automóvil se sumerge por accidente en un lago quedando apoyado sobre sus ruedas en el lecho y a
una profundidad de 8 m desde el techo, hasta la superficie del lago. La puerta del auto mide 1.2 m de alto
por 1 m de ancho, se pide determinar:
a.- La fuerza hidrostática del agua sobre la puertasuponiendo que el automóvil no se ha
inundado todavía.
b.- La ubicación del centro de presión.
c.- Suponiendo que una persona puede ejercer empujando una fuerza de 100 Kgf , definir si la
puerta puede ser abierta desde el interior.

2.- Una compuerta sumergida vertical de 3 por 5 pies de ancho, pivotea sobre un punto A y está retenida
por un tope B en la base. Se pide calcular la fuerza en el tope y lascomponentes de la reacción en A si la
profundidad de agua es de 9 pies.

3.- Una puerta de madera de 4.90 m de largo y 2.50 m de ancho trabaja represando un estanque que
posee agua hasta una altura h como se indica en la figura. La puerta esta sostenida por un dispositivo de
polea con un contrapeso de 5 Tn. Despreciando el peso de la puerta definir a que nivel de agua puede
fallar.

4.- Lacompuerta sumergida rectangular del problema 2 se reemplaza por otra de forma triangular de 3
pies de altura por 5 pies de ancho de base, de acuerdo a la figura. Se pide calcular la fuerza en el tope y
las componentes de la reacción en A si la profundidad de agua es de 9 pies.

Datos:

a.b
2
a.b3
Jcg =
36
A=

5.- Un cilindro sólido largo, de radio R = 0.8 m controla la altura de un depósito de aguaarticulado sobre
un pivot en el eje A, como se muestra en la figura . cuando la altura del agua en el depósito llega a 5m, la
compuerta debe abrirse, se pide determinar:
a.- La fuerza hidrostática Fr que actúa sobre el cilindro y su línea de acción cuando la
compuerta se abre .
b.- El peso del cilindro por metro de longitud de ancho del estanque.

6.- Se desea diseñar un talud prismático de concretosegún se indica en la figura dimensionándolo por
unidad de ancho del estanque de agua. Que espesor deberá tener como mínimo, para obtener un factor de
seguridad (FS) = 1.5 con respecto a la resistencia al deslizamiento y al momento de volteo.
Datos:
Factor de fricción seca de Coulomb al piso μs = 0.42
γ (hormigón armado) = 24 KNew / m3.

resistencia al deslizamiento
fuerza de deslizamientomomento resistente al volteo
FS (overturn) =
momento de volteo
FS ( sliding ) =

7.- El depósito de la figura con bases redondeadas, tiene 3 m de ancho, en la dirección normal al papel,
calcular la componente de la fuerza total hidrostática y la ubicación de la resultante sobre el cuarto de
círculo.

8.- Se usa una grúa en un barco para bajar objetos pesados en el mar (ρ =1025 Kg / m3), para unproyecto de construcción submarina. Determine la tensión en el cable cuando se opera con un bloque de
hormigón armado de 0.4 x 0.4x 0.3m , cuando:
a.- está sobre la superficie del mar a 0.5m del espejo de agua.
b.- cuando está sumergido parcialmente manteniendo 1/3 de su altura expuesta.
c.- cuando está totalmente sumergido.

9.- Se debe trasladar la pecera de un acuario que tiene una base rectangular...