fuerza hidrostatica sobre una superficie sumergida universidad del valle

PRACTICA 3
FUERZA HIDROSTATICA SOBRE UNA SUPERFICIE SUMERGIDA



Autor: CRISTIAN ANDRES PARRA CALDERON 1124688


INTEGRANTES
ANDREW ASTAIZA 1134402
KEVIN MONCADA 1123536
HECTOR PITO 1125850
FABIAN QUINTERO 1124930

Presentado a:
CARLOS RAMIREZ


FUNDAMENTOS DE MECANICA DE FLUIDOS
ESCUELA DE INGENIERIA DE LOS RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE
FACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD DEL VALLE
INTRODUCCION:

La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos o de la hidráulica, que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. Un caso de estudio es una superficie sumergida en un fluido (en nuestro experimento agua) donde este ultimo ejerce fuerzas de presión sobre cada área que compone a lasuperficie.la hidrostática nos ayuda a determinar la magnitud de la fuerza de presión sobre la placa, y su ubicación en la placa conocido como centro de fuerza de presión. La forma de calcular la magnitud y el punto de aplicación de la fuerza de presión del agua sobre la placa se puede realizar de forma experimental y de forma teórica como se evidenciara en el desarrollo del laboratorio.


OBJETIVOS:Determinar experimentalmente la línea de acción y la magnitud de la fuerza resultante ejercida debido a la presión del fluido.

Determinar experimentalmente el centro de presión sobre la superficie sumergida y validar el concepto de diagrama de presiones.

calcular el centro de presión experimental y teórico.

DESCRIPCION PRÁCTICA:
En esta práctica de laboratorio se uso una balanzahidrostática, la cual ayuda a determinar el empuje estático sobre la superficie sumergida, esta consta de un anillo contrabalanceado que gira sobre su centro de arco el cual está sumergido en un tanque provisto con tornillos de nivelación. El momento producido por el empuje hidráulico se mide por pesaje directo, así que se debe proceder de la siguiente manera: llenar el tanque hasta un nivel A, queserá el nivel de referencia (NR) a partir de este NR se llena el tanque a un nivel B y se coloca un peso w que logra nivelar el anillo, se repitió este procedimiento 10 veces con diferentes pesos para así tomar varios niveles de agua. Estos resultados se compararon con valores teóricos y se representaron mediante gráficos.





Características del montaje:

1. tanque de alimentación = 18litros
2. regilla,exactitud de ± 0,01cm
3. medidor de aguja o ancho
4. contrapeso
5. punto de giro de la balanza
6. sección anular de radio exterior R (0,20 metros)
7. placa vertical (7,62cm de base, 10,20 cm de altura)
8. juego de pesas
9. tornillos de nivelación
10. recipiente de descarga



CALCULOS Y RESULTADOS:
Con los datos que se toman de las lecturas del nivel del agua con loscorrespondientes pesos para nivelar se construye la siguiente tabla.
Tabla A1. Registro de datos.

Ensayo
lectura (mm)
peso g
1
22,4
10
2
30
20
3
36,5
30
4
41,9
40
5
47,4
50
6
52,9
60
7
56
70
8
60
80
9
63,7
90
10
67,5
100

Para hallar la fuerza teórica (Ft) usamos la siguiente expresión:
Ft = rhCGA ecuación (1) guía laboratorio
Donde:
r es el esoespecífico del agua (fluido en el que está sumergida la placa)
A: es el área de la placa donde la base es 0,0762m y la altura varía según las lecturas.
Hcg centroide del área sumergida (la mitad de la lectura asociada a cada peso)
Ejemplo: para el ensayo 1 tenemos:
Considerando base de la placa =7,62cm = 0,0762m
Para la primera lectura h = 22 milímetros 4 decimas (22,4) = 0,0224m
Ft = (9800N/m^3) (0,0762m x 0,0224m) (0,0224m/2) = 0,18 N
Así ft para la primera observación seria = 0,18N y así sucesivamente para el resto de los datos, variando las alturas correspondientes.




Ahora para calcular la fuerza experimental usamos la siguiente ecuación:

Donde:

M = masa posicionada en el porta pesas.
g = gravedad (9,8 m/s^2)
L = longitud desde el punto 5 hasta el punto 8 (es...