Centro De Presiones Sobre Una Superficie Plana

I. OBJETIVOS:

* Determinar la posición del Centro de Presiones sobre una superficie plana parcialmente sumergida en un líquido en reposo. y
* Comparar esto con cálculos teóricos.
* Determinar la fuerza que se ejerce sobre las superficies que están en contacto con un fluido.

II. EQUIPO NECESARIO:

BANCO HIDRÁULICO
DATOS TÉCNICOS:
* Banco hidráulico móvil,construido en poliéster reforzado con fibra de vidrio y montado sobre ruedas para moverlo con facilidad.
* Bomba centrífuga 0,37 KW, 30-80 litros/min, a 20,1-12,8m, monofásica 220V./50Hz ó 110V./60Hz.
* Rodete de acero inoxidable.
* Capacidad del depósito sumidero: 165 litros.
* Canal pequeño: 8 litros.
* Medida de flujo: depósito volumétrico calibrado de 0-7 litros para caudalesbajos y de 0-40 litros para caudales altos.
* Válvula de control para regular el caudal.
* Probeta cilíndrica y graduada para las mediciones de caudales muy bajos.
* Canal abierto, cuya parte superior tiene un pequeño escalón y cuya finalidad es la de soportar, durante los ensayos, los diferentes módulos.
* Válvula de cierre, en la base de tanque volumétrico, para el vaciado de éste.* Rapidez y facilidad para intercambiar los distintos módulos.
* Dimensiones: 1130 x 730 x 1000 mm. aprox. Peso: 70 Kg. aprox.

EQUIPO DE PRESIÓN SOBRE SUPERFICIES:
* Este equipo está diseñado para analizar la presión hidrostática ejercida por un fluido sobre una superficie sumergida y permite comparación de datos experimentales con magnitudes teóricas. Consta de un cuadrantemontado por un brazo de equilibrio en pivotes con bordes de cuchilla. Los bordes de la cuchilla coinciden con el centro del arco del cuadrante. Así, las fuerzas hidrostáticas que actúan en la cara del extremo rectangular del cuadrante, cuando está sumergido, da lugar a un momento sobre los bordes. Este cuadrante está montado encima de un tanque de vidrio qué puede ser ajustando por medio de pies conrosca. Se introduce agua al tanque por una manguera

Especificaciones Técnicas / Componentes |
Tanque
Distancia entre la masa suspendida y fulcro
Profundidad total de cuadrante sumergido:
Altura del fulcro al cuadrante anterior: | 5,5 litros de capacidad
275 mm
160 mm
100 mm |
Accesorios:Juego de pesos | |
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III. MARCO TEORICO.
FLUIDOS:
Son sustancias capaces de fluir y deadaptarse a la forma del recipiente que los contienen y cuando se encuentran en equilibrio no pueden soportar esfuerzos cortantes sin desplazarse.
Todos los fluidos son comprensibles solamente en cierto grado y ofrecen muy poca resistencia a los cambios de forma.
Los fluidos se clasifican en:
* Líquidos
* Gases

PRESION:
Si sobre una superficie A actúa un sistema de fuerzasuniformemente distribuidas por todos los puntos de la misma, entonces podemos definir la presión (P) como la fuerza normal (F) ejercida por unidad de área, esto es:
P=FA
De donde encontramos que la magnitud de la fuerza normal se:
F=PA
UNIDADES DE PRESION:
dinacm2 , Pa
1Torr=1mm de Hg=1.333x103 barias
1atm=760Torr=1.033Kgrf/cm2

FUERZAS DE FLUIDOS SOBRE CUERPOS SUMERGIDOS:La fuerza total superficial sobre un cuerpo puede determinarse tomando el vector resultante de las fuerzas superficiales diferenciales sobre el área entera:

F=AdF
Con:
dF=PdA
P=Pa+γh
Donde Pa=presión en la superficie libre y h profundidad por debajo de la superficie libre.
Estas son las ecuaciones necesarias para determinar las fuerzas sobre las superficies sumergidas.

CENTRO DEPRESIONES:
La línea de acción de la fuerza resultante corta a la superficies en un punto que se llama centro de presiones cuyas coordenadas lo denotaremos por (x, y,z).
Contrariamente a lo que sucede en una superficie horizontal el centro de presiones de una superficie inclinada no está en el centroide, en consecuencia las coordenadas del centro de presiones está definido en la siguiente...