UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA INGENIERIA MECÁNICA NOMBRES: DAVID PESANTEZ IVAN IVAN PEREZ P EREZ
MATERIA: MECANICA DE FLUIDOS I
TEMA: PRESIÓN HIDROSTÁTICA PRESIÓN
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PROFESOR: ING. RUBEN JERVES
CUENCA – ECUADOR 2014 – 2014
P!"#$% H#&'"()(#*+ OBJETIVO Investigar la validez de la formula de las fuerza resultante y la posición del centro del centro de presión en una superficie vertical rectangular
MARCO TEÓRICO Presión hidrostática La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la presión hidrostática en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido. Es la presión !ue sufren los cuerpos sumergidos en un l"!uido o fluido por el simple y sencillo hecho de sumergirse dentro de este. #e define por la fórmula donde es la presión hidrostática es el peso espec"fico y profundidad ba$o la superficie del fluido. La presión hidrostática es la fuerza por unidad de área !ue e$erce un li!uido en reposo sobre las paredes del recipiente !ue lo contiene y sobre cual!uier cuerpo !ue se encuentre sumergido como esta presión se debe al peso del li!uido esta presión depende de la densidad %&' la gravedad %g' y la profundidad %h' del el lugar donde medimos la presión %P' P(&)g)h)*
+onde usando unidades del #I , P es la presión hidrostática %en pascales', & es la densidad del l"!uido %en ilogramos sobre metro cúbico', g es la aceleración de la gravedad %en metros sobre segundo al cuadrado', h es la altura del fluido %en metros'. /n l"!uido en e!uilibrio e$erce fuerzas perpendiculares sobre cual!uier superficie sumergida en su interior
0entro de presión #e denomina centro de presiones de un cuerpo al punto sobre el cual se debe aplicar la resultante de todas las presiones e$ercidas sobre ese cuerpo para !ue el efecto de la resultante sea igual a la suma de los efectos de las presiones. #e trata de un concepto !ue no necesariamente ha de coincidir con el centroide geom1trico el centro de masas o el centro de gravedad. La coincidencia o no de estos conceptos permite analizar la estabilidad de un cuerpo inmerso en un fluido.
La fuerza de presión resultante p cuyo valor se ha obtenido en el punto anterior tiene su aplicación en el centro de presión 0 %xc yc zc' Para determinar este punto bastará normalmente en la práctica con determinar la coordenada xc. Para ello tomamos momentos a lo largo del e$e de simetr"a.
0on lo !ue se demuestra !ue el centro de presión está por deba$o del centro de gravedad.
/nidades de presión
PROCEDIMIENTO DE LA PRACTICA
I%,!"#'% -+*#+ #e llena con agua el recipiente sin cubrir la superficie plana 2egistrar los valores de l a b d. #e anotan los valores de 3y3 y de 4m5 a la medidas indicadas. 2egistrar los datos de la practica
I%,!"#'% *',-!(+ #e llena con agua el recipiente sin cubrir la superficie plana 2egistrar los valores de l a b d. #e toman los valores de altura del nivel del agua en la superficie sumergia 4y5 y los valores de masa con los cuales se a!ulibra el sistema 4m5
CÁLCULOS / RESULTADOS
I%,!"#$% P+*#+
6uerza 7idrostática 1
R= g ∙ ρ ∙ b ∙ y
Inmersión Parcial
2
yc = y´ +
2
y 6
8omento a 0alcular M = g ∙ m ∙ L
Tipo de Inmersi on
l (m )
m (kg)
d (m)
b (m)
Parcial
0, 31 0, 31 0, 31
0,00 9 0.01 02 0.01 1
0,1
0,0 35 0,0 35 0,0 35
Parcial Parcial
0,1 0,1
a ( m ) 0, 1 0, 1 0, 1
y (m)
ρ (Kg/ m3)
g (m/ s2)
0,00 48 0,00 68 0,00 74
1000
9,81 0,00
1000 1000
R (N)
Yc (m)
M (N* m)
395 9,81 0,00
0,03 2 0,00
0,02 74 0,03
793 9,81 0,00 940
45 0,00 49
1 0,03 34
I%,!"#$% C',-!(+ 6uerza 7idrostática
Inmersión Parcial 2
d yc = y´ + y 12 ∙ ´
R= g ∙ ρ ∙ b ∙ d ∙ y´
8omento a 0alcular M = g ∙ m ∙ L
Tipo de Inmers
l (m )
m (kg)
d ( m
b (m)
a ( m
Y (m)
ρ (Kg/ m3)
g (m/s 2 )
R (N)
yc (m)
M (N* m)
in Comple ta Comple ta Comple ta
0, 31 0, 31 0, 31
0,02 17 0,03 38 0,03 95
) 0, 1 0, 1 0, 1
0,0 35 0,0 35 0,0 35
) 0, 1 0, 1 0, 1
0,01 01 0,01 2 0,01 28
1000 1000 1000
9,81 0,17
0,17
0,06
34 9,81 0,20 6 9,81 0,21 97
01 0,14 49 0,13 66
59 0,10 28 0,12 01
CONCLUSIONES 0omo conclusión podemos decir !ue la presión hidrostática es la presión debido al peso de un fluido en reposo es la presión !ue los cuerpos sumergidos sufren en un l"!uido por el hecho de sumergirse dentro de este por lo !ue la única presión !ue existe es la presión hidrostática. El centro de presiones !ue se debe calcular nos dice !ue es el punto sobre el cual se aplicar la resultante de todas las presiones e$ercidas sobre ese cuerpo. Esta fuerza de presión resultante p tiene su aplicación en el centro de presión 0 %xc yc zc'. *l final ya obtenido de los datos medidos y calculados podemos determinar !ue en la inmersión parcial determinamos !ue su yc %centro de presion' es mayor al de inmersión completa y su momento es menor al mensionado es por ello !ue deducimos !ue a mayor altura se encuentre un ob$eto dentro de un fluido su centro de presión y momento cambian por la altura.
BIBLIOGRAFA http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/industrial/InstalacionesIndustriales/Art_Inte res/Tema2.pdf http://es.scribd.com/doc/16713917/!"#I$%&'I(!$#TATI)A http://www.profesorenlinea.cl/*sica/'idrostatica.html
ANEOS 1. E% "" -++3+" &!#%+ -!"#$% 5#&'"()(#*+. Es la presión !ue sufren los cuerpos al sumergirlos en un fluido.
2. 6C) !" + &#!!%*#+ !%(! *!%(' &! 7+8!&+& 9 *!%(' &! -!"#$% La diferencia !ue existe entre estos los dos es !ue el centro de gravedad esta determinado por la masa !ue un cuerpo posee y el centro de presiones en cambio es el centro donde todas las fuerzas de presión a las !ue esta sometido un cuerpo sumergido en un fluido se encuentra.
;. 6C$,' +!*(+ + +(+ !% + $,+ &! + !<+ !"(+%(! La altura de dentro de la fuerza resultante influye en ! tan grande es la fuerza de presión es decir ! mayor altura de la misma mayor fuerza de presión.
