superficies planas totalmente sumergidas

SUPERFICIES PLANAS TOTALMENTE SUMERGIDAS

INTRODUCCIÓN
En la vida cotidiana desarrollamos una serie de actividades bajo el agua, así
tenemos, cuando nos sumergimos hasta lo profundo de una piscina experimentamos
una fuerza que hace sentirse como comprimido, también se empieza a sentir un leve
dolor en los odios mientras se sumerge cada vez más adentro, estos y muchos efectos
se deben a que, en tiestá actuando

una presión, llamándose a ésta, Presión

Hidrostática.
El presente informe trata sobre el ensayo de laboratorio de Presión Sobre
Superficies totalmente Sumergidas, tema de mucha importancia en la mecánica de los
fluidos ya que nos permite ver cuál es la fuerza que actúa en las paredes de las presas
u otros elementos en donde las fuerzas que actúen en el sistema se distribuyenhacia
las paredes.
Se muestra el procedimiento para demostrar experimentalmente que la fuerza
hidrostática es igual a las pesas que se irán colocando, a la vez saber que el centro de
presiones es el punto por el cual se ejercen las líneas de acción de las fuerzas que
ejercen presión sobre un cuerpo totalmente sumergido en un líquido.
El

equipo de Presión Sobre Superficies (FME08) ha sido diseñadopara

determinar el empuje estático ejercido por un fluido sobre un cuerpo sumergido y
contrastarlo con las predicciones de teóricas habituales.

El agua ejerce una presión en las paredes de una represa, por lo tano estos efectos tiene que
ser considerados al momento de su construcción para que la estructura no sufra daños
posteriores.

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I-OBJETIVO
 Medirla fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies que están en contacto
con él.
 El objetivo de esta práctica es determinar la posición del centro de presiones
sobre una superficie plana totalmente sumergida en un líquido en reposo.
 también comprender y discutir las discrepancias que existen entre los valores
tomados y los que predicen las expresiones matemáticas.
 Analizar los resultadospara así comparar la fuerza-peso con la fuerzapromedio (*F) hallada mediante la fórmula que se detalla más adelante.

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II- MARCO TEÓRICO
1. INMERSION TOTAL
1.1 CALCULO DE LA FUERZA TEÓRICA:
Teóricamente:

F   . hG . A ;

donde:

A  b . d ; hG  h 

d
(S.
2

rectangular);

Reemplazando, se obtiene: F   . h0 . b . d

1.2 CALCULO DE LA FUERZAEXPERIMENTAL:
Tomando momentos respecto del eje en que se
apoya el brazo basculante

𝒅
𝒅𝟐
𝑭. 𝑳 = 𝜸𝒉𝒈𝒃𝒅(𝒂 + +
)
𝟐 𝟏𝟐𝒉𝟎

En donde: ho = h – d/2 es la profundidad del centro de gravedad de la superficie plana.

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DEMOSTRACIÓN

sabemos :  M  F  d
M   M i  M 1  M 2 ____________ _____( )
2

F
F
________   (h  d / 2) 

bd
F   ( h  d / 2)bd
presion : 

 M 1  F * d   (h  d / 2)bd ( s  d / 2) _______()
F
_________   ( h)bd / 2  F
bd
h
 M 2  F * d   bd (d / 6) ________( III )
2

  d / 2 

reemplazan do : ( ) y ()en( ) :
h
M   (h  d / 2)bd ( s  d / 2)   ( )bd (d / 6)
2
___________ SEA  h  d / 2  h0
2

d
 M  h0  bd (a  d / 2 
)
12h0
Como 𝛾.h.b.d = F entonces remplazando tenemos:


d
d2 
W L  F a  
 ;despejando F se obtiene:

2
12
h
0



F 

W .L
d
d2
a

2
12 h 0

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2. CENTRO DE PRESIONES:
El centro de presiones es el punto por el cual se ejercen las líneas de acción de las
fuerzas que ejercen presión sobre un cuerpo sumergido en un líquido.
El centro de presiones y el centro de gravedad no coinciden en ningún punto. Ya que el
centro de presionessiempre está por debajo del centro de gravedad, esto es porque la
fuerza resultante aplicada está por debajo del centro de gravedad y el centro de
presiones corresponde a la misma distancia de ubicación de la fuerza resultante.

III-MATERIALES Y EQUIPOS
1-EQUIPOS

1.1Equipo para medir fuerzas de agua (modelo FME08)
El módulo consiste en un cuadrante montado sobre el brazo de una balanza que...