PARTE I Fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas sumergidas La presión atmosférica actúa sobre los dos lados de la placa y conduce a una resultante cero Conviene resta P ATM y trabajar solo como P ID: 596625
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Estática de fluidos
PARTE ISlide2
Fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas sumergidas
La presión atmosférica actúa sobre los dos lados de la placa y conduce a una resultante cero →Conviene resta P
ATM
y trabajar solo como P
MANSlide3
Presión Absoluta
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Fuerza Resultante
Primer momento de áreaSlide5
Presión en el
centroide
de la superficie
Equivale a la presión promedio sobre la superficie
Distancia vertical del
centroide
a la superficie libre de líquido.Slide6
La magnitud de la fuerza resultante que actúa sobre una superficie plana de una placa totalmente sumergida en un fluido homogéneo (densidad constante) es igual al producto de la presión
P
C
en el
centroide
de la superficie y el área A de ésta.Slide7
Teorema:
dos sistemas de fuerzas son equivalentes si tienen la misma magnitud y el mismo momento alrededor de cualquier punto.
La ubicación vertical de la línea de acción se determina cuando se iguala el momento de la fuerza resultante al momento de la fuerza de presión distribuida:
Distancia del centro de presión al origenSlide8
Segundo momento de área o momento de inercia de área
Teorema de los ejes paralelos
Segundo momento de área que pasa por el
centroide
del área
Distancia entre los dos ejes paralelos
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Si
Si se conoce
entonces
Slide10Slide11
Con el concepto de prisma de presiones, el problema de describir la fuerza hidrostática resultante sobre una superficie plana se reduce a encontrar el volumen y las dos coordenadas del
centroide
de ese prismaSlide12
Caso especial: placa rectangular sumergida
Considere una placa plana rectangular totalmente sumergida de altura
b
y ancho
a
, que esta inclinada y forma un ángulo
θ y cuyo borde superior está horizontal y se encuentra a una distancia s de la superficie libre.Placa rectangular inclinada:
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Cuando el borde superior de la placa esta en la superficie libre entonces s=0
Placa rectangular inclinada (s = 0):
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Un automóvil pesado se sumergió en un lago por accidente y quedó sobre sus ruedas. La puerta mide 1.2 m de altura y 1 m de ancho, y el borde superior de la misma está 8 m debajo de la superficie libre de agua. Determine la fuerza hidrostática sobre la puerta y la ubicación del centro de presión, y determine si el conductor puede abrir la puerta.Slide15
Fuerzas hidrostáticas sobre superficies curvas sumergidas
actúa hacia abajo pasando por el
centroide
de este volumen
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Componente horizontal de la fuerza sobre la superficie curva:
Componente vertical de la fuerza sobre la superficie curva:
Es una adición vectorial Slide17
La componente horizontal de la fuerza hidrostática que actúa sobre una superficie curva es igual a la fuerza hidrostática que actúa sobre la proyección vertical de esa superficie curva.
La componente vertical de la fuerza hidrostática que actúa sobre una superficie curva es igual a la fuerza hidrostática que actúa sobre la proyección horizontal de esa superficie curva, mas ( o menos si actúa en la dirección opuesta) el peso del bloque del fluido).
Magnitud de la fuerza hidrostática resultante que actúa sobre la superficie curva
Tangente del Angulo que forma con la horizontal
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Fuerzas hidrostáticas en un fluido de capas múltiples
Superficie plana en un fluido de capas múltiples
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Un cilindro sólido largo de 0.8 m de largo, articulado en el punto A se emplea como compuerta automática. Cuando el nivel del agua llega a 5 m, la compuerta se abre girando en torno a la articulación en el punto A. Determine a) la fuerza hidrostática que actúa sobre el cilindro y su línea de acción cuando la compuerta se abre, y b) el peso del cilindro por metro de longitud del mismo.