FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PARCIAL Y TOTALMENTE SUMERGIDAS

1.1.1.

FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PARCIAL Y TOTALMENTE SUMERGIDAS

INTRODUCCIÓN: La estática de fluidos nos permite analizar el comportamiento de las fuerzas que actúan sobre una superficie parcialmente o totalmente sumergida. Las fuerzas distribuidas sobre un área finita pueden sustituirse por una fuerza resultante, además se tiene en cuenta la segunda ley de newton ya que se supone queno existe movimiento relativo entre capas de fluido adyacente, lo que nos permite descartar que actúen esfuerzos cortantes y que se consideren solamente fuerzas normales o de presión.
En ingeniería civil es importante el estudio de la hidrostática para la construcción de dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite, además de presas y otras aplicaciones
En la práctica seevidenciara el comportamiento de la superficie frente a la aplicación de diversas fuerzas ejercidas por una determinada columna de agua.

JUSTIFICACIÓN: Este laboratorio se hace con el fin de determinar la línea de acción por la cual actúan fuerzas hidrostáticas que hacen que estructuras como compuertas sostengan la presión de un líquido con un peso específico determinado en un contenedor oestructura como un dique, y así compararlo con la fundamentación teórica de algunos ingenieros o personas que haya incursionado en el campo de la mecánica de fluidos y así afirmar o contradecir dichas teóricas.
Esta práctica pretende estudiar el comportamiento de la presión que ejerce el agua sobre una superficie, y de esta manera conocer las fuerzas que actúan sobre ellas conociendo e identificandoel centro de presiones sobre cada superficie ya sea que esta se encuentre parcial o totalmente sumergida.
Es importante tener en cuenta los fundamentos teóricos ya obtenidos en clase durante el desarrollo de la práctica, puesto que, de esta manera se podrá determinar si los resultados obtenidos son satisfactorios al comprobarlos mediante la teoría, y si no es así, se podrá demostrar cuál es elerror y a que fue debido.

También esta práctica de laboratorio se realiza para dar claridad al tema explicado en clase por el docente, ya que la parte teórica en algunas veces es compleja y con la experiencia práctica se da respuesta o afirmación ala parte teórica vista en clase o documentada en varias bibliografías existentes en la biblioteca de la universidad o en otras bibliotecas.OBJETIVOS
Objetivo general

Estudiar las fuerzas ejercida por un fluido en una superficie plana total y parcialmente sumergida, así como determinar el centro de presión donde estas actúan.

Objetivos específicos:

Analizar la relación que existe entre la fuerza hidrostática y el centro de presiones.
Comprobar que para cada fuerza ejercida, existirá un centro de presión determinado.Observar el comportamiento de las fuerzas ejercidas sobre la superficie planas parcial o totalmente sumergidas.
Evaluar las características de las fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas con el fin de conocer el modulo, dirección y sentido de estas fuerzas

MARCO TEÓRICO

Fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas sumergidas

Estas superficies quedan sometidas a presiones constantesque se distribuyen a lo largo de su superficie como fuerzas paralelas que aumentan conforme a su profundidad, por lo que es necesario hallar su centro de presión, que es la magnitud de la fuerza aplicada a dicha superficie. El otro lado de estas superficies, por lo general, está expuesto a la atmosfera, por lo que la ecuación de la presión dentro del fluido es:



La fuerza F ejercida por unliquido sobre un area plana A es igual al producto del peso especifico del liquido (𝝒) por la profundidad del centro de gravedad ( ) de la superficie y por el area de la misma:

F= 𝝒A

Se observa que el producto del peso especifico (𝝒) por la profundidad del centro de gravedad de la superficie es igual a la presion en el centro de la gravedad del area. La linea de accion de la fuerza pasa por...