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FORMULARIO DE ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
Ecuación fundamental de la Hidrostática
pmanométrica = ﻻh
Para calcular la presión manométrica en un punto al aplicar la ecuación de la hidrostática ; partir de un punto cuya presión es conocida e igualarlo al punto donde desea conocer la presión ; para obtener diferencia de presiones se recomienda partir del punto donde la presión es menor e igualarlo al punto donde la presión es mayor. hacia abajo (↓)^ las columnas se suman, hacia arriba las columnas (↑)^ se restan. (𝒑𝒂𝒕𝒎𝒐𝒔𝒇é𝒓𝒊𝒄𝒂 = 𝟎 𝒑𝒐𝒓 𝒔𝒆𝒓 𝒏𝒊𝒗𝒆𝒍 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒇𝒆𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒓 𝒍𝒂 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒎𝒂𝒏𝒐𝒎é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂) 𝜸𝒂𝒊𝒓𝒆 = 𝟎
𝑝𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 = 𝑝𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 + 𝑝𝑏𝑎𝑟𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 760 𝑚𝑚 𝐻𝑔 101 , 325 𝑃𝑎
- 34 𝑚 𝑐. 𝑎𝑔𝑢𝑎
- 7 𝑝𝑠𝑖 2116 𝑙𝑏⁄^ 𝑝𝑖𝑒 2 1 𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎
𝑚^3
9800 𝑁⁄^ 𝑚 3
980 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑠^ ⁄𝑐𝑚 3
62. 4 𝑙𝑏⁄^ 𝑝𝑖𝑒 3
0. 0361 𝑙𝑏^ ⁄𝑝𝑢𝑙𝑔 3
MAGNITUD, DIRECCIÓN Y LÍNEA DE ACCIÓN DE LA FUERZA RESULTANTE DEBIDA AL FLUIDO EN REPOSO QUE ACTÚA SOBRE UN LADO DEL AREA
Procedimiento para calcular la fuerza resultante sobre una un área y su línea de acción
**_1. Localice el centro de gravedad el área a partir de su geometría
- Determine dC como la distancia_** vertical **_desde el nivel de γ_fluidola superficie libre hasta el centro de gravedad del área
- Determine LC como la distancia desde el nivel de la superficie libre hasta el centro de gravedad del área. Para áreas Inclinadas es la distancia desde S hasta el centro_** **_de gravedad. dC
- Calcule la fuerza resultante
- Calcule el momento de inercia del área alrededor de su eje contraída
- Calcule la localización del centro de presión donde actúa la fuerza
- Dibuje las líneas de dimensión para_** 𝑳𝒄 = 𝒚̅ y 𝑳𝒑 = 𝒚𝒑 a partir de una línea de referencia que pase por el punto S
𝐹𝑅 = 𝑝𝑐𝑔𝐴 = 𝛾ℎ ̅ 𝐴 = 𝛾𝑑𝐶 𝐴 𝛾 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑 𝑑 = ℎ = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 ℎ ̅ = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑑𝑒 𝑒𝑙 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜
𝐿𝑃 =
𝐼𝐶 𝐿𝐶 𝐴
𝐿𝑎 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑐𝑡ú𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑛𝑒𝑟𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑝𝑒𝑛𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑎 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑬𝒍 á𝒓𝒆𝒂 𝒚 𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝒍𝒂𝒔 𝒅𝒊𝒇𝒆𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 𝒂𝒑𝒍𝒊𝒄𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒑𝒆𝒓𝒎𝒂𝒏𝒆𝒄𝒆𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔 𝒍𝒐 𝒒𝒖𝒆 𝒗𝒂𝒓í𝒂 𝒔𝒐𝒏 𝒉̅ , 𝒅𝒄, 𝑳𝒄
Pared Rectangular Pared rectangular inclinada
ℎ ̅ = 𝑑𝑐 =
= 𝑠𝑒𝑛 𝑜 cos 𝜃 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑡𝑜𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
Área plana sumergida e inclinada Área plana sumergida con presión de aire encima del fluido ℎ ̅ = 𝑑𝑐
ℎ̅ 𝐿𝑐 = 𝑠𝑒𝑛 𝑜 cos 𝜃 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑡𝑜𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
= 𝑠𝑒𝑛 𝑜 cos 𝜃 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑡𝑜𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
COMPONENTE HORIZONTAL DE LA FUERZA COMPONENTE VERTICAL DE LA FUERZA
𝑭𝑯 = 𝜸𝒉̅ 𝑨𝑽 𝛾 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑉 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 ó 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜) 𝑑 = ℎ = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 ℎ ̅ = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑑𝑒 𝑒𝑙 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 ℎ ̅ = 𝑦 ̅ = 𝐿𝐶
𝐼𝐶 =
𝑏ℎ^3 12
𝐿𝑃 =
𝐼𝐶 𝐿𝐶 𝐴
𝑭𝑽 = 𝜸 × 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 = 𝑾
𝑊 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑐𝑡ú𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑆𝑖 ℎ𝑎𝑦 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑒𝑛𝑐𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑟 𝑎 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑒𝑐. 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑(𝛴 𝐴) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (^) 𝑅𝑒𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑐𝑡ú𝑎 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝. 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (^) 𝐼𝑚𝑎𝑔𝑖𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑐𝑡ú𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝. 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒
𝑋𝑝 = 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑟 𝑋𝑝 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑟 𝑠𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎 𝑢𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑜 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑙 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑖𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛, 𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑒𝑙 á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑦 𝑢𝑛 𝑐𝑢𝑎𝑟𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐í𝑟𝑐𝑢𝑙𝑜. 𝐿𝑜𝑎 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝑋𝑝 =
MAGNITUD Y DIRECCIÓN DE LA FUERZA HIDROSTATICA
𝑭 = √^ 𝑭𝑿^ 𝟐^ + 𝑭𝒀^ 𝟐
𝜽 = 𝒕𝒈−𝟏^ (𝑭𝑽 𝑭
𝑯
FUERZAS SOBRE UNA SUPEFRICIE CURVA CON FLUIDO POR
ENCIMA DE ELLA
FUERZAS SOBRE UNA SUPERFICIE CURVA CON FLUIDO POR DEBAJO DE ELLA
FUERZAS SOBRE SUPERFICIE CURVA CON FLUIDO POR ENCIMA Y POR DEBAJO DE ELLAS
