Fuerzas
Páginas: 5 (1129 palabras)
Publicado: 28 de octubre de 2011
INSTITUTO TECNOLOGICO DE TAPACHULA
INGENIERIA ELECTROMECANICA.
MECANICA DE FLUIDOS.
FUERZAS QUE SE EJERCEN EN SUPERFICIES SUMERGIDAS.
4° SEMESTRE.
CURSO ORDINARIO AGOSTO-DICIEMBRE-2011.
ING.GUILLERMO IGNACIO OVANDO NORIEGA.
EDUARDO BECERRA ESPINOSA.
N° DE CONTROL: 10510127.
TAPACHULA CHIAPAS A 13 DE OCTUBRE DEL 2011.
INTRODUCCION.
La hidrostática estudia elcomportamiento de los fluidos cuando se encuentran en reposo presentando esfuerzos cortantes nulos. Un caso de estudio es una superficie sumergida en agua donde esta última ejerce fuerzas elementales de presión sobre todas y cada una de las áreas que compone la superficie plana. La hidrostática nos ayuda a determinar la magnitud de la fuerza resultante de presión sobre la placa y su ubicación en la placaconocido 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 realiza más adelante.
OBJETIVO.
FUERZAS SOBRE SUPERFICIES SUMERGIDAS
Puesto que podemos saber la presión en cada punto en un fluido en reposo, podemos también conocer la fuerzaque se ejerce sobre cualquier superficie sumergida. Solo es necesario integrar la presión sobre la superficie de interés.
Podemos estudiar las fuerzas que se producen debido a la presión. Podemos calcular:
*magnitud de la fuerza
*Dirección
*línea de acción
EFECTO DE LA FUERZA SUPERFICIAL SOBRE UN FLUIDO CONFINADO QUE PERMANECE ESTÁTICO
Si se ejerce una presión externa sobre una parte dela frontera de un fluido confinado compresible o incompresible, esta presión, una vez que cualquier movimiento del fluido ha cesado, actuará sin disminución alguna en todo el fluido. la veracidad de esta afirmación puede demostrarse examinando elementos cilíndricos de fluido que se proyectan desde la frontera presurizada, como se muestra en la figura 3.5, donde se ilustran dos ejemplos. lacondición de equilibrio requiere que el incremento de presión en el extremo interior del elemento iguale la presión aplicada en la frontera. como el elemento puede escogerse con cualquier longitud y localizarse en cualquier posición, es evidente que la presión p ejercida en la frontera debe transmitirse uniformemente a través del fluido.
Este principio explica el funcionamiento del gafo hidráulico ydel freno hidráulico. una presión δρ ejercida por el pistón c (véase la figura 3.6) se transmite a todo el fluido. por consiguiente, la fuerza f c, sobre el pistón c debida al incremento de presión ap es δpac, y la fuerza correspondiente fb, sobre el pistón b es δpb. Luego,
FBFC=δpAβδpAC=ABAC
FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS
* Las fuerzas que actúan sobre superficies sumergidas sonparalelas y su resultante se aplica sobre un punto llamado centro de presión.
*la presión que actúa sobre un punto cualquiera viene dada por:
p=p0+pgh
*po representa la presión sobre la superficie libre
* h es la altura vertical medida desde la superficie libre
*en caso que la superficie no esté vertical, h viene dada por h=ysen2, por lo que: p=p0+pgysenθ
*comoconsecuencia del aumento de presión con la profundidad, la fuerza aumenta, lo que hace que el centro de aplicación se desplace hasta un nuevo punto conocido como centro de presión.
*el centro de presión está desplazado, respecto al centro de masas o centroide siempre en sentido descendente por ser la presión mayor a medida que descendemos.
*la fuerza neta que actúa sobre una superficie plana sumergidaviene dada por:
FR=∫sPdS=∫s P0+ρgysenθdS=P0S+ρgsenθ∫sydS
∫sydS
primer momento de área.
∫sydS→yc=1s∫sydS coordenada del cntroide.
la fuerza total será:
FR=P0+ρgycsenθS=PO+ρghc)S=PSS=PS
la presion P0 suele ser la atmosferica, que se despresia por actuar sobre ambos lados. en caso contrario hay que modificar la expresion anterior.
FR=ρghcS
Para determinar el punto de...
INGENIERIA ELECTROMECANICA.
MECANICA DE FLUIDOS.
FUERZAS QUE SE EJERCEN EN SUPERFICIES SUMERGIDAS.
4° SEMESTRE.
CURSO ORDINARIO AGOSTO-DICIEMBRE-2011.
ING.GUILLERMO IGNACIO OVANDO NORIEGA.
EDUARDO BECERRA ESPINOSA.
N° DE CONTROL: 10510127.
TAPACHULA CHIAPAS A 13 DE OCTUBRE DEL 2011.
INTRODUCCION.
La hidrostática estudia elcomportamiento de los fluidos cuando se encuentran en reposo presentando esfuerzos cortantes nulos. Un caso de estudio es una superficie sumergida en agua donde esta última ejerce fuerzas elementales de presión sobre todas y cada una de las áreas que compone la superficie plana. La hidrostática nos ayuda a determinar la magnitud de la fuerza resultante de presión sobre la placa y su ubicación en la placaconocido 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 realiza más adelante.
OBJETIVO.
FUERZAS SOBRE SUPERFICIES SUMERGIDAS
Puesto que podemos saber la presión en cada punto en un fluido en reposo, podemos también conocer la fuerzaque se ejerce sobre cualquier superficie sumergida. Solo es necesario integrar la presión sobre la superficie de interés.
Podemos estudiar las fuerzas que se producen debido a la presión. Podemos calcular:
*magnitud de la fuerza
*Dirección
*línea de acción
EFECTO DE LA FUERZA SUPERFICIAL SOBRE UN FLUIDO CONFINADO QUE PERMANECE ESTÁTICO
Si se ejerce una presión externa sobre una parte dela frontera de un fluido confinado compresible o incompresible, esta presión, una vez que cualquier movimiento del fluido ha cesado, actuará sin disminución alguna en todo el fluido. la veracidad de esta afirmación puede demostrarse examinando elementos cilíndricos de fluido que se proyectan desde la frontera presurizada, como se muestra en la figura 3.5, donde se ilustran dos ejemplos. lacondición de equilibrio requiere que el incremento de presión en el extremo interior del elemento iguale la presión aplicada en la frontera. como el elemento puede escogerse con cualquier longitud y localizarse en cualquier posición, es evidente que la presión p ejercida en la frontera debe transmitirse uniformemente a través del fluido.
Este principio explica el funcionamiento del gafo hidráulico ydel freno hidráulico. una presión δρ ejercida por el pistón c (véase la figura 3.6) se transmite a todo el fluido. por consiguiente, la fuerza f c, sobre el pistón c debida al incremento de presión ap es δpac, y la fuerza correspondiente fb, sobre el pistón b es δpb. Luego,
FBFC=δpAβδpAC=ABAC
FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS
* Las fuerzas que actúan sobre superficies sumergidas sonparalelas y su resultante se aplica sobre un punto llamado centro de presión.
*la presión que actúa sobre un punto cualquiera viene dada por:
p=p0+pgh
*po representa la presión sobre la superficie libre
* h es la altura vertical medida desde la superficie libre
*en caso que la superficie no esté vertical, h viene dada por h=ysen2, por lo que: p=p0+pgysenθ
*comoconsecuencia del aumento de presión con la profundidad, la fuerza aumenta, lo que hace que el centro de aplicación se desplace hasta un nuevo punto conocido como centro de presión.
*el centro de presión está desplazado, respecto al centro de masas o centroide siempre en sentido descendente por ser la presión mayor a medida que descendemos.
*la fuerza neta que actúa sobre una superficie plana sumergidaviene dada por:
FR=∫sPdS=∫s P0+ρgysenθdS=P0S+ρgsenθ∫sydS
∫sydS
primer momento de área.
∫sydS→yc=1s∫sydS coordenada del cntroide.
la fuerza total será:
FR=P0+ρgycsenθS=PO+ρghc)S=PSS=PS
la presion P0 suele ser la atmosferica, que se despresia por actuar sobre ambos lados. en caso contrario hay que modificar la expresion anterior.
FR=ρghcS
Para determinar el punto de...
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