F.F.M.P

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS

MECÁNICA DE FLUIDOS

PRACTICA Nº 02


TITULO: Presión Hidrostática

SEMESTRE: Cuarto GRUPO: Alfonsinos
REALIZADO POR:
Guillermo Largo
Paolo Macías
Marco Pinta
Kevin Torres


Fecha y hora de Coloquio: ……………………………………………………………

Fecha y hora de realización:…………………………………………………………

Fecha y hora de entrega: ……………………………………………………………
Índice
Objetivos 02
Marco teórico 02
Equipo a utilizarse 06
Cuadro de datos 07
Aplicación de la teoría general al equipo 08
Ejemplo de cálculo 10
Cuadro de resultados 11
Gráficas 12
Interpretación de resultados 13
Conclusiones y recomendaciones 13
Bibliografía 13








Objetivos
Calcular experimentalmente la magnitud de la fuerza hidrostática resultantesumergida
Determinar el centro de presión bajo varias alturas y la presión hidrostática a dichas alturas.
Comprobar que la presión hidrostática es proporcional a la profundidad.
Marco teórico
Estática del fluido.- Un fluido se define como una sustancia que cambia su forma continuamente sometido a un esfuerzo cortante sin importar que tan pequeño sea, el fluido parta ser considerado estático, todassus partículas deben permanecer en reposo o mantener la misma velocidad constante respecto a un sistema de referencia inercial. Al considerarlos líquidos, estos presentan cambios muy pequeños en su densidad a pesar de estar sometidos a grandes presiones, el fluido se denomina incompresible y se supone que su densidad es constante para efectos de los cálculos.
Variación de la presión en un fluidoestático incompresible.- Con el fin la distribución de presiones en fluidos estáticos, se considerara el equilibrio de las fuerzas de un elemento infinitesimal de fluido. Las fuerzas que actúan sobre el elemento se originan debido a la presión del medio circundante y a la fuerza de gravedad.

Gráfico 1-http://www.fisica.usach.cl/~lhrodrig/fisica1/hidrostb.pdf

Cuerpo libre de un elementoinfinitesimal en un fluido estático






Ecuación 1


Fuerza hidrostática sobre una superficie plana sumergida en un fluidoestático incompresible.- Un problema muy común en el diseño de estructuras que interaccionan con fluidos es el cálculo de la fuerza hidrostática sobre una superficie plana. Si se desprecian las variaciones de densidad en elfluido, se puede aplicar la (ecuación 1), que nos indica que la presión sobre cualquier superficie sumergida varía linealmente con la profundidad. En este caso, dado que se presenta una distribución lineal de esfuerzos. El problema hidrostático de la figura 2 se considera el caso general en el que la superficie plana sumergida A, forma un ángulo ϴ con el plano piezométrico.
Con propósito decálculo, el plano de la superficie sumergida se extiende hasta que interseque el plano de la superficie libre formando el ángulo ϴ. La traza de esta intersección se muestra como el eje x. Nótese que el eje y es coplanar a la superficie superior de la placa, sobre la placa actúan sobrepuestas una presión uniforme causada por la presión atmosférica en la superficie libre, y una presión que se incrementauniformemente, debida a la acción de la gravedad sobre el líquido.
Cálculo de las fuerzas sobre una superficie arbitraria

http://www.fisica.usach.cl/~lhrodrig/fisica1/hidrostb.pdf

Figura 2- Cengel Yunus; Mecánica de Fluidos Fundamentos y aplicaciones; Primera Edición; Mc Graw Hill; México; 2006; Pág. 18












Presión hidrostática sobre una superficie curva cilíndricasumergida.- Las fuerzas sobre superficies sumergidas en cualquier fluido estático puedendeterminarse parcialmente mediante los métodos utilizados para superficies planas, presentados anteriormente. En la figura 3 se muestra una superficie curvacilíndrica CD de generatrices normales al plano del dibujo. La resultante de las fuerzas debidas a la presión...