Lab 2 Fuerzas sobre superficies planas

LABORATORIO FENOMENOS DE TRANSPORTE
FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS “CENTRO DE PRESIONES”





Presentado por:
Luis Alfonso Rincón
Nelson Barrera Díaz
German Leonardo Flores











Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Metalúrgica
Tunja
2015
CONTENIDO
1 INTRODUCCION 2
2 OBJETIVOS 3
3 MARCO TEORICO 4
4 ANALISIS Y CONCLUCIONES 7
4.1Datos recolectados: 7
Expresiones a Usar para Superficies Totalmente Sumergida 8
Expresiones a Usar para Superficies Parcialmente Sumergida. 8
4.2 Área parcialmente sumergida 9
4.2.1 Área parcialmente sumergida a cero grados 9
4.2.2 Área parcialmente sumergida a diferentes ángulos 9
4.3 Área totalmente sumergida 10
4.3.1 Área totalmente sumergida a cero grados 10
4.3.2 Área totalmente sumergida adiferentes ángulos 10
5 CUESTIONARIO 11
Prueba Nº 1. Área totalmente sumergida. 11
Prueba Nº 2. Área parcialmente sumergida. 12
6 PREGUNTAS 13
7 INFOGRAFÍA Y BIBLIOGRAFÍA 15










1 INTRODUCCION
El siguiente trabajo se fundamenta en las leyes físicas relacionadas con la estática de los fluidos (hidrostática), para entender la presión y fuerza de un fluido cuando éste sumerge parcial o totalmenteuna superficie. Se analizan diferentes eventos difiriendo en los ángulos, conforme al equipo de ensayos para fuerzas sobre superficies.




















2 OBJETIVOS
Aplicar por medio del tanque cuadrante del banco de pruebas hidráulicas los principios hidrostáticos que rigen las fuerzas sobre las superficies en contacto, comprobando el comportamiento con áreas, total y parcialmente sumergidas.Calcular centros de presión de forma experimental y teórica para superficies total y parcialmente sumergidas a diferentes ángulos de inclinación.




















3 MARCO TEORICO
En la estática de fluidos no se tiene movimiento relativo entre capas adyacentes del fluido y, por lo tanto no se tienen esfuerzos cortantes. El único esfuerzo que se trata en la está tica de fluidos es el esfuerzonormal.
La estática de fluidos se utiliza para determinar las fuerzas que actúan sobre cuerpos flotantes o sumergidos y las fuerzas que generan algunos dispositivos como las prensas hidráulicas y los gatos para automóvil.
Sobre una superficie plana las fuerzas hidrostáticas forman un sistema de fuerzas paralelas y, a menudo, se necesita determinar la magnitud de la fuerza y su punto de aplicación, elcual se llama centro de presión.
Determinación teórica del Ycp:
La línea de acción de la fuerza pasa por el centro de presión, que se localiza mediante la fórmula. La expresión teórica de la distancia del centro de presión es:
(Teórico)
Icg: Segundo momento de área (momento de inercia) de la superficie sumergida con respecto al eje horizontal que pasa por el centro de gravedad CG.
Ycg: Distanciadesde O’ (intersección del plano del nivel del agua con el plano de la superficie sumergida) al centro de gravedad de misma superficie.
Determinación experimental del Ycp.
Para la posición de equilibrio del aparato, tomando momentos alrededor del pivote O, se tienen:

 = ángulo de inclinación de la superficie sumergida.
Y = distancia del pivote al centro de presión.
(m) = masa de las pesasnecesarias para el equilibrio.
R2= distancia del pivote al centro de las pesas.
(g) = aceleración de la gravedad.



También por geometría resulta que:
Donde:
R1= radio menor del tanque cuadrante.
h = profundidad del agua hasta el extremo superior del agua.

Expresiones a Usar para Superficies Totalmente Sumergida


Profundidad al centro de gravedad: hcg

Fuerza sobre el área:
Donde A = B * LExpresiones a Usar para Superficies Parcialmente Sumergida.

Longitud sumergida:
O
Área sumergida:
Profundidad al centro de gravedad:

Fuerza sobre el área:

Cálculo del Ycp experimentalmente:

Cálculo del Ycp teóricamente:


















4 ANALISIS Y CONCLUCIONES
4.1 Datos recolectados:
Nota: Se hace una corrección a la altura, restando 10mm a la altura total. De igual forma, el peso...