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Estática de Fluidos: Presiones y Superficies Sumergidas - Prof. Alfredo Polo, Diapositivas de Mecánica de Fluidos

Los conceptos básicos de la estática de fluidos, especificamente sobre presiones hidrostáticas en superficies sumergidas y cuerpos inmersos. Se incluyen ecuaciones y ejemplos para calcular fuerzas y momentos de inercia. El documento finaliza con problemas resueltos.

Tipo: Diapositivas

2021/2022

Subido el 30/01/2022

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R
C
O
P
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ESTÁTICA DE FLUIDOS
SUPERFICIES SUMERGIDAS
Todo fluido en reposo o en movimiento que
no genera diferencial de velocidad se puede
considerar un fluido estático
Logro: Al finalizar la sesión el alumno comprende los efectos de presión en superficies
sumergidas y resuelve problemas de cuerpos inmersos en fluidos
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¡Descarga Estática de Fluidos: Presiones y Superficies Sumergidas - Prof. Alfredo Polo y más Diapositivas en PDF de Mecánica de Fluidos solo en Docsity!

M A R C O P O L O V.

ESTÁTICA DE FLUIDOS

SUPERFICIES SUMERGIDAS

Todo fluido en reposo o en movimiento que

no genera diferencial de velocidad se puede

considerar un fluido estático

Logro: Al finalizar la sesión el alumno comprende los efectos de presión en superficies sumergidas y resuelve problemas de cuerpos inmersos en fluidos

M A R C O P O L O V.

Presiones Hidrostática

 la presión hidrostática es la fuerza por unidad de área que ejerce un liquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido.  Esta presión se debe al peso del liquido, en consecuencia la presión depende de la densidad(ρ), la gravedad(g) y la profundidad(h) del lugar donde se mide. P=ρgh

M A R C O P O L O V.

Superficies Sumergidas

 Cuando un líquido está contenida por una

superficie, como una presa, el lado de un

barco, un tanque de agua, o un dique, es

necesario calcular la fuerza y su ubicación,

debido al líquido.

M A R C O P O L O V.

Superficies Sumergidas

 Considere la superficie el líquido actúa sobre el

área plana. La fuerza sobre la superficie plana

debido a la presión es P = γh , actuando sobre la

zona plana

M A R C O P O L O V.

Superficies Sumergidas

 Suponiendo que la fuerza actúa en algún punto

llamado centro de presión (CP), que se encuentra en el

punto (Xp, Yp).

 Para determinar dónde es este punto, sabemos que la

suma de los momentos de todas las fuerzas

infinitesimal debe ser igual al momento de la fuerza

resultante, es decir:

 Donde Ix es el segundo momento del área sobre el eje

x. El teorema de los ejes paralelos no dice:

M A R C O P O L O V.

Superficies Sumergidas

 donde Ῑ es el momento de la zona alrededor de su eje

centroidal, integrando las dos ecuaciones tenemos:

 Esto nos permite ubicar el lugar donde actúa la fuerza.

 Para una superficie horizontal, la presión es uniforme

sobre el área de manera que la fuerza actúa en el

centroide de la zona. En general, Yp es mayor que ȳ

 Xp se calcula aplicando momentos en un punto sobre el

cuerpo:

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Fórmulas a utilizar

 Yc: Distancia del nivel de aguas al centroide

de la figura

 Ycp: Distancia del nivel de aguas al centro de

presiones

 Fh: Fuerza hidrostática debido al fluido

 Relaciones:

M A R C O P O L O V.

Superficies curvas sumergidas

 Debido a la superficie curva, la solución se

puede dar por tramos y trabajando sobre sus

proyecciones formando superficies planas

sumergidas.

M A R C O P O L O V.

Ejemplo

M A R C O P O L O V.

Problema

 Una compuerta rectangular, uniforme, de 2mx3m, se

articula en A sobre un eje horizontal sin rozamiento y

se apoya sobre una superficie lisa en B. Calcule el

peso que debe tenerla compuerta, si quiere que se

abra y deje pasar el agua hacia el túnel cuando la

altura del agua en el reservorio h alcanza los 0.707m.

M A R C O P O L O V.

Problema

 Calcular el peso W de la compuerta articulada

en A para que se mantenga en equilibrio