FUERZAS HIDROSTATICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA[pic 1][pic 2]

“Norte de la Universidad Peruana” 

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA

SANITARÍA SEDE CELENDÍN

    [pic 3]

“AÑO DEL FORTALECIMIENTO DE LA SOBERANÍA NACIONAL”

• CURSO:

• MECÁNICA DE FLUIDOS

• TEMA:

• FUERZAS HIDROSTÁTICAS

• ALUMNO:

• VILELA LINAREZ TAMARA NICOLE

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• DOCENTE:

•  CHACON VENTURA JACINTO SEGUNDO

• CICLO:

• V[pic 5]

CELENDÍN – CAJAMARCA - PERÚ

2022

EJERCICIOS DE FUERZA HIDROSTÁTICA Y SU DESARROLLO:

1. Un automóvil pesado se sumergió en un lago por accidente y quedó sobre sus ruedas (Ver figura). La puerta mide 1.2m de altura y 1m de ancho, y el borde superior de la misma está 8m debajo de la superficie libre del agua. Determine la fuerza hidrostática sobre la puerta y la ubicación del centro de presión.[pic 6]

DESARROLLO:

DATOS E INCOGNITAS:

Altura: h = 1.2 m

Ancho:  = 1 m[pic 7]

Profundidad desde la superficie del agua s = 8 m

Fuerza resultante:  = ¿?[pic 8]

Centro de presión: = ¿?[pic 9]

SOLUCIÓN:

• Determinamos la presión promedio:

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• Determinamos el área:

A = 1 m * 1.2 m

A = 1.2 [pic 14]

• Determinamos la fuerza resultante que viene a ser la fuerza hidrostática sobre la puerta:

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• Hallamos el Momento de Inercia de la superficie sumergida

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• Finalmente encontramos el centro de presión:

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RESPUESTA: La fuerza hidrostática sobre la puerta es  y la ubicación del centro de presión va a estar a .[pic 27][pic 28]

1. Considere una alberca construida sobre el suelo, con 4m de largo, 4 m de ancho y 1.5 m de altura, con agua hasta el borde. a) Determine la fuerza hidrostática sobre cada pared y la distancia al suelo de la línea de acción de esta fuerza. b) Si se duplica la altura de las paredes de la alberca y se llena, la hidrostática sobre cada pared ¿se duplicará o se cuadruplicará?

DESARROLLO:

DATOS E INCOGNITAS:

Largo: l = 4 m

Altura: h = 1.5 m

Ancho:  = 4 m[pic 29]

Distancia al suelo de la línea de acción: d = ¿?

Fuerza resultante:  = ¿?[pic 30]

Se duplicará o cuadriplicará: ¿?

GRÁFICA (DCL):[pic 31]

SOLUCIÓN:

• Determinamos el área:

A = h * [pic 32]

A = 1.5 m * 4 m

A = 6 [pic 33]

• Determinamos la fuerza resultante que viene a ser la fuerza hidrostática (Para la parte A):

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• Para determinar la distancia al suelo de la línea de acción de esta fuerza decimos que:

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[pic 41]

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• Ahora buscamos la solución para la parte B:

Duplicamos la altura y área como se indica respectivamente

Altura:

h = 1.5 m * 2

h = 3m

Área:

A = 3 m * 4 m

A = 12 [pic 43]

• Hallamos la fuerza hidrostática:

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• Por lo tanto, comprobamos si la fuerza hidrostática de cada pared, se duplica o cuadriplica:

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RESPUESTA: Entonces decimos que la fuerza hidrostática sobre cada pared es de  y la distancia al suelo de la línea de acción de esta fuerza es 0.5m. Al duplicarse la altura de las paredes de la alberca y llenarse, la hidrostática sobre cada pared se cuadruplicó.[pic 51]

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