determinacion del centro de presiones
Páginas: 6 (1360 palabras)
Publicado: 6 de julio de 2013
DETERMINACIÓN DEL CENTRO DE PRESIONES
Y ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES.
CENTRO DE PRESIONES
1. INTRODUCCIÓN:
El centro de presiones es el punto de aplicación de la fuerza resultante que un fluido estático ejerce sobre determinada superficie, plana o curva; este punto puede ser descrito, por ejemplo, mediantecoordenadas respecto a un sistema de referencia arbitrario. ¿Por qué es importante conocer la ubicación del centro de presiones? Porque siempre es necesario saber, en el diseño de obras hidráulicas, no sólo cuál es la magnitud de una fuerza resultante, sino cuál es su punto de aplicación.
2. OBJETIVOS:
Determinar experimentalmente la ubicación del centro de presiones de la fuerza resultantehidrostática ejercida por una altura de agua sobre una superficie curva.
Analizar la relación entre las coordenadas de este centro de presiones y la altura de agua que ejerce presión.
Verificar lo obtenido experimentalmente con lo que se conoce teóricamente.
3. MARCO TEORICO:
En estática de fluidos, o hidrostática, no hay movimiento relativo entre las partículas de fluido, es decir, noexisten esfuerzos cortantes, el único esfuerzo presente es un esfuerzo normal, la presión.
Todos los puntos ubicados en un mismo plano horizontal, cuando el recipiente que contiene el líquido no está en movimiento, dentro de un mismo fluido, tienen la misma presión. En un fluido de peso específico g constante tenemos que la presión manométrica, a determinada profundidad h, está dada por:
Lasuperficie libre de un líquido, cuando el recipiente no está en movimiento, es horizontal. En realidad es concéntrica con la tierra, pero en dimensiones reducidas (comparadas con las de la tierra) es prácticamente horizontal.
El gráfico de presiones, muestra la distribución de la presión sobre una superficie en contacto con un fluido (principalmente se aplica al caso de un líquido).
Unasuperficie curva en contacto con un líquido experimentará una fuerza hidrostática que suele ser analizada según sus componentes horizontal y vertical.
La componente horizontal de la resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual en magnitud, a la resultante de las presiones que el fluido ejerce sobre la proyección de la superficie sobre un plano vertical ytiene la misma línea de acción, es decir, pasa por el centro de presión de dicha proyección.
La componente vertical de la fuerza resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual al peso del volumen de líquido que se encuentra verticalmente por encima de esta, y se extiende hasta el nivel de la superficie libre. En el caso en el cual la superficie recibe unapresión contraria en sentido a este peso, la componente vertical tendrá el mismo valor (será evaluada del mismo modo) pero tendrá sentido contrario. El punto de aplicación se ubicaría en el CG del volumen.
4. DESCRIPCION DEL EQUIPO:
El elemento principal en la realización de este experimento es el sistema que se muestra en la siguiente fotografía:
[FOTO]
El cual es un cuadrante cilíndricopivotado en su centro geométrico, balanceado por un contrapeso y rígidamente conectado a un elemento de pesa deslizante. Este sistema basculante se aloja en un recipiente que puede almacenar agua, u otro líquido, a diferentes alturas. La pesa deslizante produce el torque que equilibra la fuerza hidrostática producida por el agua u otro líquido. En el laboratorio el líquido que usamos fue el agua.Este sistema está provisto de dos llaves, una para el ingreso del agua y otra para su evacuación; de este modo puede realizarse el experimento en condición estática, cerrando ambas llaves y, así mismo, variar la altura de agua con facilidad. El recipiente cuenta además con un sistema de nivelación que consiste de cuatro tornillos en la base y dos niveles de burbuja instalados transversalmente....
DETERMINACIÓN DEL CENTRO DE PRESIONES
Y ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES.
CENTRO DE PRESIONES
1. INTRODUCCIÓN:
El centro de presiones es el punto de aplicación de la fuerza resultante que un fluido estático ejerce sobre determinada superficie, plana o curva; este punto puede ser descrito, por ejemplo, mediantecoordenadas respecto a un sistema de referencia arbitrario. ¿Por qué es importante conocer la ubicación del centro de presiones? Porque siempre es necesario saber, en el diseño de obras hidráulicas, no sólo cuál es la magnitud de una fuerza resultante, sino cuál es su punto de aplicación.
2. OBJETIVOS:
Determinar experimentalmente la ubicación del centro de presiones de la fuerza resultantehidrostática ejercida por una altura de agua sobre una superficie curva.
Analizar la relación entre las coordenadas de este centro de presiones y la altura de agua que ejerce presión.
Verificar lo obtenido experimentalmente con lo que se conoce teóricamente.
3. MARCO TEORICO:
En estática de fluidos, o hidrostática, no hay movimiento relativo entre las partículas de fluido, es decir, noexisten esfuerzos cortantes, el único esfuerzo presente es un esfuerzo normal, la presión.
Todos los puntos ubicados en un mismo plano horizontal, cuando el recipiente que contiene el líquido no está en movimiento, dentro de un mismo fluido, tienen la misma presión. En un fluido de peso específico g constante tenemos que la presión manométrica, a determinada profundidad h, está dada por:
Lasuperficie libre de un líquido, cuando el recipiente no está en movimiento, es horizontal. En realidad es concéntrica con la tierra, pero en dimensiones reducidas (comparadas con las de la tierra) es prácticamente horizontal.
El gráfico de presiones, muestra la distribución de la presión sobre una superficie en contacto con un fluido (principalmente se aplica al caso de un líquido).
Unasuperficie curva en contacto con un líquido experimentará una fuerza hidrostática que suele ser analizada según sus componentes horizontal y vertical.
La componente horizontal de la resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual en magnitud, a la resultante de las presiones que el fluido ejerce sobre la proyección de la superficie sobre un plano vertical ytiene la misma línea de acción, es decir, pasa por el centro de presión de dicha proyección.
La componente vertical de la fuerza resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es igual al peso del volumen de líquido que se encuentra verticalmente por encima de esta, y se extiende hasta el nivel de la superficie libre. En el caso en el cual la superficie recibe unapresión contraria en sentido a este peso, la componente vertical tendrá el mismo valor (será evaluada del mismo modo) pero tendrá sentido contrario. El punto de aplicación se ubicaría en el CG del volumen.
4. DESCRIPCION DEL EQUIPO:
El elemento principal en la realización de este experimento es el sistema que se muestra en la siguiente fotografía:
[FOTO]
El cual es un cuadrante cilíndricopivotado en su centro geométrico, balanceado por un contrapeso y rígidamente conectado a un elemento de pesa deslizante. Este sistema basculante se aloja en un recipiente que puede almacenar agua, u otro líquido, a diferentes alturas. La pesa deslizante produce el torque que equilibra la fuerza hidrostática producida por el agua u otro líquido. En el laboratorio el líquido que usamos fue el agua.Este sistema está provisto de dos llaves, una para el ingreso del agua y otra para su evacuación; de este modo puede realizarse el experimento en condición estática, cerrando ambas llaves y, así mismo, variar la altura de agua con facilidad. El recipiente cuenta además con un sistema de nivelación que consiste de cuatro tornillos en la base y dos niveles de burbuja instalados transversalmente....
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