Presion superficie sumergida y semi sumergida

7/21/2019 Presion superficie sumergida y semi sumergida

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Grupo: F*

Alumno: 20121225

Renzo soto ocupa

Profesor:

Cayo Lenidas

20

5

Tema:

Fuerzas hidrostticas


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INDICE

Tema

I. introduccin

II. O!eti"os

##$% Generales

##$& 'spec(ficos

###$ )arco terico#*$ )ateriales y e+uipos*$ )etodolo,(a*#$ Procedimiento*##$ Resultados

*###$ -iscusiones#.$ Conclusiones.$ Recomendaciones

Ane/os

Introduccin


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'l poder determinar cuanta presin recie un cuerpo sumer,idos total o parcialmente 0 nos a

lle"ado a tratar de identificarla 0 atra"ez de e/perimentos +ue relacionen a la superficie del o!eto

sumer,ido 0 con la cantidad de fuerza procedente de los fluidos $-ado +ue esta informacin nos

sir"e tomar en cuenta para : Pre dimensionar di+ues 0 presas 0 cascos de arcos 0 alas de a"in y

rascacielos$

'n la 1s+ueda de +uerer hallar esta inc,nita se cre el e+uipo para ensayos de centro depresiones +ue consta de un razo y un depsito 2,raduado3 para llenar de a,ua4 Teniendo como

funcin principal +ue la fuerza del a,ua0 ha,a mo"er el razo +ue est siendo e+uilirado por

pesas 2conocidas3 y as( poder identificar cuanta altura "ar(a entre la superficie a la parte

sumer,ida$

'n esta sesin de laoratorio se pretende encontrar la fuerza hidrosttica sore la superficie

plana sumer,ida0 usando el e+uipo de presin hidrosttica 2centro de presiones3 0 teniendo como

factor de e+uilirio a las pesas 0 teniendo en cuenta +ue se,1n la cantidad 0 ser la misma

ma,nitud de la fuerza

II.Objetivos

&$% O!eti"o General

-eterminar la accin de la fuerza hidrosttica en una superficie plana sumer,ida$

Relacionar la fuerza del a,ua con el peso de las pesas al dar e+uilirio 2F5m6a3

Aprender a usar el e+uipo de presin hidrosttica

&$& O!eti"os 'spec(ficos

7allar la fuerza hidrosttica

7allar la altura sumer,ida

7allar el centro de presin terico y e/perimental

III. Marco terico

La mecnica de fluidos est asada en las leyes clsicas y dinmica a situaciones en las cuales los

fluidos pueden ser tratados como medios continuos $'stas leyes pueden ser simplificadas en una

tentacin de descriir cuantitati"amente el comportamiento del fluido$

'+uipo de presin hidrosttica utilizado:

'ste e+uipo est pensado para el estudio de la presin +ue e!erce un fluido sore una superficiesumer,ida en 8l$La forma de tiene el sector o cuadrante +ue se sumer,e en el a,ua0 permite +ue la 1nica presin

e!ercida por el a,ua soresus superficies +ue es e+uilirada por el peso +ue colocamos en las prcticas0 sea la superficie"ertical rectan,ular inferior$9na re,la indicadora nos muestra la altura de a,ua desde el punto inferior de la cara rectan,ularsumer,ida sore la +uese estudia el fenmeno$Como es un e+uipo de precisin 0 tiene datos t8cnicos 2Ane/o$%3

ue ocasiona la fuerza hidrosttica sore el e+uip;


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-ado +ue en el e+uipo un cuadrante est montado sore un razo de alanza asentado sore

filos de cuchilla$ Los filos coinciden con el centro del arco del cuadrante$ Por lo tanto0 de todas las

fuerzas hidrostticas +ue act1an sore el cuadrante cuando 8ste est sumer,ido0 la 1nica +ue

,enera un momento sore el e!e de apoyo0 es e!ercida sore la cara rectan,ular del corte0 ya +ue

el razo de palanca de las dems es nulo por ser 8stas radiales$ 'l peso del cuadrante cuenta con

un contrapeso de posicin a!ustale y un platillo al +ue se le a,re,an las pesas para compensar el

empu!e del l(+uido$ 'ste con!unto "a montado sore un tan+ue acr(lico +ue puede ser ni"elado

mediante patas roscadas$ 'l alineamiento correcto est indicado por un ni"el de uru!a circular

montado sore la ase del tan+ue$ 9n indicador fi!ado en un lado del tan+ue muestra cuando el

razo est e+uilirado en posicin horizontal$ 'l a,ua entra por la parte superior del tan+ue

mediante un tuo fle/ile y puede "aciarse a tra"8s de una "l"ula fi!ada en un costado con el uso

de una man,uera 2m3

Lon,itud del razo m L -ato Lon,itud del razo

de alance

Altura de cuadrante de

pi"ote

m 7 -ato -istancia "ertical

de la ase de

cuadrante al pi"ote

)asa , m )edid

o

Las pesas

colocadas en el

,ancho de pesas

Profundidad de

inmersin

m d )edid

o

Profundidad

"ertical de la ase

del cuadrante a la

superficie del fluido


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Las fuerzas actuantes son el peso aplicado y el empu!e de presin hidrosttico sore la cara de

final del cuadrante$

Las dimensiones si,uientes del e+uipo son usadas en los clculos apropiados$ de ser re+ueridos

estos "alores pueden ser comproados como parte del procedimiento e/perimental y sustituidos

con su propia medida 2tala$%3

Plano vertical parcialmente sumergido y sumergido totalmente

La ,rafica 2c%3 es una representacin es+uemtica del aparato +ue define las dimensiones f(sicas$

-nde:

d es la profundidad de sumersin

F es la fuerza hidrosttica sore el plano

7c,es la profundidad del centroide

Dcpes la profundidad del centro de presin

hE es la distancia de la l(nea de accin de empu!e dea!o del pi"ote

Frmulas para calcular Para cuerpos parcialmente sumergidos

Fuerza < F Formula F5p,d&&

Centro de

presin

e/perimental

m hE Formula hE5m,LF

Centro de

presin terico

m hE Formula hE57dH

Frmulas para calcular cuerpos totalmente sumergidos (r1)

Fuerza < F Formula F5p,-2d-&3Centro de presin

e/perimental

m hE Formula hE5m,LF

Centro de presin

terico

m hE Formula hE52-&%&I2d-&3&32d-&3I7d


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r1

I (rocedimiento Caliracin de '+uipo

%$ )edir el razo del aparato de presin hidrosttica

& $anchura del cuadrante

H $altura del cuadrante

J$ masa de las pesas puestas

>$ Profundidad de inmersin

)ediciones de proceso

AKadir una pe+ueKa masa a la suspensin de peso y usando un !arrn0 "ierta a,ua en el

tan+ue$ si,a aKadiendo el a,ua hasta +ue el empu!e hidrosttico sore la cara de final del

cuadrante ha,a +ue el razo de e+uilirio se ele"e$Ase,uerese +ue no haya a,ua

derramada sore las superficies superiores del cuadrante o los lados $AKada el a,ua hasta

+ue el razo de e+uilirio sea horizontal 4 9sted dee de medir con precisin $Lea la

profundidad de inmersin de la escala sore la cara del cuadrante 0 mas resultados ms

e/actos pueden ser otenidos al leer dea!o de la superficie y de esta 0manera e"itar los

efectos de tensin superficial

Repita el procedimiento anterior para cada incremento en la car,a aKadiendo

respeti"amente pesas en el ,ancho en suspensin$ @i,a hasta +ue el ni"el del a,ua

alcance la cima de la escala superior 0 los datos otenidos estn en la 2tala C&y cH3 )edicin de superficie parcialmente sumer,ida 0 con las formulas 2r%3

Para el primer punto con peso de ?$?>,

Primero calculamos la fuerza

F5p,d&&

p5densidad del a,ua %??? ,mH

,5$M ms&

5?$?B>m

d5?$?JJm

7allando la fuerza

F52%???6$M6?$?B>6?$?JJ&3&

F52 %$J&&N 3&


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F5?$B%%JM ,3

m5?$?>,

,5$Mms&

L5?$&B>m

hE5 m,LF

hE52?$?>6$M6?$&B>32?$B%%JM3

hE5?$%MHHH m3

calculo de Centro de presin terico para 2?$?>,3

75?$&??m

d5?$?JJm

hE57dH

hE5?$&??2?$?JJ3H

hE5?$%M>HHHHHHM2m3

D asi sucesi"amente para todos los puntos de la superficie parcialmente sumer,ida 0 todos estn

en la tala 2f%3

7allo momento rotacional medido ) 2,

F5?$B%%JM HHHHHHm


8/12

)5F6hE

)5?$B%%JM6?$%>HHHHH

)5 ?$%H%MN?N


9/12

-5?$%??m

d5?$%?Nm

75?$&??m

hE52-&%&I2d-&3&32d-&3I7d

hE5 ?$?N>m

7allo momento rotacional medido ) 2? ,

F5 ?$NB&

7allo momento rotacional calculado ) 2? ,

F5?$NB& m

)5F6hE

)5 ?$?JHN%B&Mm

D as( sucesi"amente para los dems puntos $ Resultados en la tala 2&3

II."esu)tados

CO


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Lon,itud del razo L ?$&B>m

Altura del pi"ote del cuadrante 7 ?$&??m

Aceleracion de ,ra"dedad , $M ms&

-ensidad del fluido p %???,mH

Parcialmente sumer,ido

Tala&

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