Unidad 4 Mario Guerrero

1093304-457200Problemas unidad 4
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4.2 El extremo plano izquierdo del tanque mostrado en la figura 4.21 está asegurado con una brida atornillada. Si el diámetro interior del tanque es de 30 in la presión interna se eleva hasta +14.4 psig, calcule la fuerza total que debe ser resistida por los tornillos de la brida.
F=p.A=14.4lbin2π30 in24=10180 lb4.12 Si la longitud deltanque de la figura 4.24 es de 1.2m. calcule la fuerza total ejercida sobre el fondo del tanque.

FB=pB.A;A=2.0 x 1.2 m2=2.4 m2pB=200 KPa+γ01.5 m+γw2.6 mpB=200 KPa+0.809.81KNm31.5 m+9.812.6=237.3 KPaFB=237.3 x103Nm22.4 m2=569 x 103N=569 KN4.15 Un tonel tiene un lado inclinado, como se muestra en la figura 4.27. Calcule la fuerza resultante en ese lado si el tonel contiene 15.5 ft de glicerina.También calcule la ubicación del centro de presión y muéstrela en bosquejo con la fuerza resultante.
l=15.5 ft/sin60°=17.90 ft A=17.90 ft11.6 ft=207.6 ft fr=rh2(A)fr=78.50 lbft3x15.5 ft2x 207.6 ft fr=126300 lbhp=23h=2315.5 ft=10.33 ftlp=23 L=2317.90 ft=11.93 ft4.17 Si la pared de la figura 4.29 tiene 4 m de largo, calcule la fuerza total ejercida sobre la pared por la presión delaceite. También determine la ubicación del centro de presión y muestre la fuerza resultante sobre la pared.

FR=γ0h2A=0.869.81 KNm3 x 0.7m x (1.98)(4.0)m2FR=46.8 KNhp=23h=231.4 m=0.933 mLp=23L=231.98 m=1.32 m4.18 Para el caso mostrado en la figura 4.30 calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la ubicación del centro de presión. Muestre la fuerza resultante sobre el áreay dimensione claramente su ubicación.

hc=14 in=18 in=1.50 ftAB=10 inLCdc=54; Lc=hc=54=22.5 inArea=AB . 3.5 ft=1012. 3.5=2.92 ft2(420 in2)FR=γh0A=0.93(62.4lbft3)(1.50 ft)(2.92 ft2)FR=254 lbIc=BH312=(42)(10)3 in4123500 in4Lp-Lc=IcLcA=3500 in422.5 in420 in2=0.37 inLc=Lc+0.37 in=22.5 in+0.37 in=22.87 in
4.38 Para el tanque de aceite que muestra la figura 4.35, calcule la magnitud y laubicación de la fuerza total ejercida sobre cada pared extrema vertical. El tanque tiene 1.2m de longitud.

Y=Σ AYΣA=0.882 m31.348 m2=o.654mhc=1.5m-y=0.846m=LcFR=γhcA=(0.90)(9.81KN/m3)(0.846m)(1.348m2)=10.07KNIc=I1+A1γ12+I2+A2γ22+I3+A3γ32Ic=(O.697)(1.5)312+(1.046)(0.096)2+(0.503)(0.30)312+(0.151)(0.504)2+(0.503)(0.60)336+(0.151)(0.154)2Ic=0.1960+0.0096+0.0011+0.384+0.0030+0.0036=0.2518m2LP=Lc+IcLcA=0.846m+0.2518(0.846)(1.348)m=0.846+0.221LP-Lc=1.067M4.43 Repita el problema 4.19 (figura 4.31), excepto que ahora el tanque esta sellado en la parte superior con una presión de 13.8 KPa por encima del aceite.
ha=Paγ0=13.8 KNm2 x m3(0.85)(9.81 kN)=1.655 mhce=hc+ha=0.825 m+1.655 m=2.480 mLce=hce/cos30°=2.480 m/cos30°=2.864 mFR=γ0hceA=0.859.81kNm32.480 m0.159 m2=3.29 kNLpe-Lce=IcLcA=2.013x109mm42.864 mm1.59x105 mm2=4.42 mm4.45 Repita el problema 4.26 (figura 4.38) excepto que ahora el tanque esta sellado de la parte superior con una presión de 2.50 psig por encima del fluido.
ha=Paγcs2.50 lb ft3in2(1.43)(62.4 lb) x 1728 in31 ft3=48.41 in=4.034 fthce=hc+ha=40 in+48.41 in=88.41 in=7.368 ft
Lce=hce54=88.41 in54=110.5 in=9.209 ftFR=γcshceA=1.4362.4lbft37.368 ft2.778 ft2=1826lbLpe-Lce=IcLcA=83333 in4(110.5 in)(400 in2=1.885 in4.46 Repita el problema 4.28 (figura 4.40) excepto que ahora el tanque esta sellado de la parte superior con una presión de 4.0 psig por encima del fluido.
ha=PaγEG=4 lbin 2 x ft3(1.10)(62.4 lb) x 1728 in3ft3=100.7 in=8.392 fthce=hc+ha=24.27 in+100.7 in=124.97 inLce=hce/cos30°=144.3 in=12.03 ftFR=γEGhceA=1.1062.4lbft3(124.97 in)(1ft12in)(628.3in2)(1ft2144in2)FR=3119 lbLpe-Lce=IcLceA=17.562 in4144.3 in628.3 in2=0.194 in4.53 Se muestra una superficie curva que restringe un cuerpo de fluido estático. Calcule la magnitud de la componente horizontal de la fuerza y calcule la componente vertical de la fuerza ejercida por el fluido sobre esta superficie. Después, calcule la magnitud de la fuerza resultante y su dirección. Muestre la fuerza resultante que...