ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULT FACULTAD: MECÁNICA ESCUELA: INGENIERÍA INDUSTRIAL CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL
GUÍA DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
PRÁCTICA No. 03- FUERZAS HIDROSTÁTICAS (ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS)
. DATOS DATOS GENERALES: NOMBRE:
CODIGO:
!"#$ Go$%&'% S#$+,#o C## C1,2+,#$ B#''##2 B4#$ M%# E2+6#$ Co"2$
* /* /*/ 50* 570
GRUPO No.: *
FECHA DE REALIZACI8N:
FECHA DE ENTREGA:
70970
7097ESCUELA SUPERIOR
POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO Facultad Mecánica- Ecuela In!enie"#a Indut"ial La$%"at%"i%& Mecánica de Fluid%
7.
OB!ETI;O: 7..
GENERAL
Determinar experimentalmente la fuerza que ejerce el líquido sobre una superficie plana sumergida
7.7. • •
3.
ESPECÍFÍCOS Usar los conceptos aprendidos en clase sobre superficies sumergidas . Apreciar las diferencias entre superficies sumergidas curvas y planas.
METODOLOGÍA
Una vez equilibrado la barra porta superficie, en uno de sus extremos se añaden masas de valor conocido y por la parte superior del recipiente se añade agua asta un nivel que garantice el equilibrio de la barra porta superficie.
*. E
!igura ". #quipo para fuerzas idrost$ticas
• •
.
#quipo para fuerzas idrost$ticas Agua
•
%esas
•
&anco idr$ulico
MARCO TEORICO:
A lo largo de la profundidad del líquido la presi'n manom(trica es variable, entonces si la misma act)a en una superficie plana sumergida se obtendría una fuerza resultante F, que
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act)a perpendicularmente al $rea sumergida y dirigida acia la izquierda, tal como indica en la figura que se muestra a continuaci'n
!igura *. #squema de funcionamiento del equipo para fuerzas idrost$ticas
#l punto de aplicaci'n de la fuerza resultante ! est$ localizado en el centro de presiones designada como +cp, y el punto +cg es el centroide de la superficie sumergida. eg)n las expresiones matem$ticas para el punto de aplicaci'n de la fuerza idrost$tica, se requiere conocer el momento de inercia -, que para este caso corresponde a la superficie plana sumergida, pero refiri(ndose a un eje paralelo al lado base/ y que pase por el centroide de la
misma superficie.
#xisten otros m(todos analíticos para conocer la magnitud de la fuerza idrost$tica y su punto de aplicaci'n, como son0 el prisma de presiones y el de integraci'n.
. PROCEDIMIENTO: 1 2bservaci'n y reconocimiento de instrumentos y equipos o Despu(s de aber realizado una limpieza total de los componentes del equipo, así como de su nivelaci'n orizontal, se debe equilibrar el equipo con el contrapeso. o Disponer de agua y pesas para la experimentaci'n. o Añ$dase una pequeña masa típicamente,34g/ en el soporte para pesos. 5i(rrese la v$lvula de drenaje situada al final del tanque, y añ$dase agua al mismo. o
Añ$dase agua asta que el empuje idrost$tico sobre la cara final del cuadrante provoque una elevaci'n del brazo m'vil. Aseg)rese de que no ay agua derramada sobre las superficies superiores del cuadrante, por los lados, ni por encima del nivel de agua. 5ontin)e añadiendo agua asta que el brazo est( orizontal, lo que puede comprobarse fij$ndose en la alineaci'n del brazo con la marca central del indicador de nivel. 5uando el brazo se encuentre en posici'n orizontal, l(ase la profundidad de inmersi'n a partir de la regla acoplada a la superficie del cuadrante. 6epita el procedimiento anterior para diferentes incrementos de carga, añadiendo mayores pesos al soporte.
o An'tense los factores que se considere pueden afectar la precisi'n de los resultados
•
5$lculos y resultados
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5alcular la fuerza idrost$tica para cada valor de masa, >
o
7lenar con datos experimentales, la tabla 8.
Reemplazo las variables con los datos obtenidos, y encuentro la fuerza hidrostáca experimental.
D$o>,$#?,@$
M#2#
$ ' #"# imbología Unidades
F"%# 1,o2+&+,?#
A'+".# 2">(.-,3#
m 9g
D :
4<43 4,> 4,>3 4,?
4,48= 4,4=3 4,4"? 4,4*3
abla 8. Datos experimentales
+(@.,?# ! ;
F"%# 1,3.o2+&+,?#
,>$+#' !
;
4.84 4."? >.?" >.@3
1 An$lisis, graficaci'n e interpretaci'n de resultados o De acuerdo a los resultados obtenidos, sería importante conocer como varía la fuerza en funci'n de la masa que se añade o en funci'n de la altura del nivel de líquido.
9.
CONCLUSIONES = RECOMENDACIONES: Durante la pr$ctica se utiliz' los conceptos acerca de superficies sumergidas aprendidos en clase. e pudo apreciar las diferencias entre las superficies sumergidas curvas y planas. #s recomendable llenar el recipiente con la cantidad lo m$s precisa de agua para obtener resultados m$s precisos. Al realizar la observaci'n y posterior medici'n de la altura sumergida es recomendable colocarse perpendicularmente a la superficie del agua. Al finalizar la pr$ctica es recomendable realizar la limpieza de los equipos y materiales utilizados.
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BIBLIOGRAFÍA:
>. C$' ="$"2 4 !o1$ C,>6#'#. Mecánica de Fluidos, Fundamentos y Aplicaciones. :(xico 0 :cBraCEill, ?44=. -&; *@4>43=>?8.
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d/ Fobre el cuerpo sumergido en agua tambi(n act)a la fuerza vertical denominada empuje, diga usted porque no interviene en la ecuaci'n de equilibrio, es decir, en la sumatoria de momentos alrededor del pívotG
