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Informe Brazo Hidraulico

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Prof.: Vilchez Vilchez Pérez

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Presiones Sobre Superficies

Presión de Fluídos

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Presión Hidrostática en Superficies Superfic ies Sumerg Universidad Nacional del 

INTRODUCCIÓN

Mecánica de fluidos, parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en rep en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que ut flui fluidos dos.. La mecá mecáni nica ca de flui fluidos dos es fund fundam ament ental al en camp campos os tan tan diver diverso soss co aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcc navales y la oceanografía.

La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de flu o hidrostática, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que tra los fluidos en movimiento.

n el presente informe de laboratorio veremos como act!a la presión hidrostática hidrostática sobr sob  superficie plana sumergida y como va variando respecto al nivel Sign up to vote on thisde titleagua que se agregando haciendo que el brazo que se encuentra el sistema gire por acción de useful enUseful  Not fuerza.

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Prof.: Vilchez Pérez

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Presión Hidrostática en Superficies Sumerg Universidad Nacional del 

OBJETIVOS #eterminar de manera e$perimental la magnitud de la fuerza de la presión hidrostática que act!a sobre la superficie plana sumergida.

stimar el porcenta%e de error con respecto a la fuerza resultante teórica.

$perimentar con la fuerza de presión hidrostática. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.

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MARCO TEÓRICO CONCEPTO DE PRESIÓN

'uando se e%erce una fuerza sobre un cuerpo deformable, los efectos que provoca depe no sólo de su intensidad, sino tambi(n de cómo est( repartida sobre la superficie del cu )sí, un golpe de martillo sobre un clavo bien afilado hace que penetre mas en la pared que lo haría otro clavo sin punta que recibiera el mismo impacto. *n individuo situa puntillas sobre una capa de nieve blanda se hunde, en tanto que otro de igual peso que raquetas, al repartir la fuerza sobre una mayor superficie, pued e caminar sin dificultad l cociente entre la intensidad + de la fuerza aplicada perpendicularmente sob superficie dada y el área  de dicha superficie se denomina presión:

La presión representa la intensidad de la fuerza que se e%erce sobre cada unidad de ár la superficie considerada. 'uanto mayor sea la fuerza que act!a sobre una superficie mayor será la presión, y cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada, mayor entonces la presión resultante You're Reading a Preview

DEFINICIÓN DE PRESIÓNUnlock full access with a free trial. Download With Free Trial e define presión como el cociente entre la com normal de la fuerza sobre una superficie y el área de superficie. 

La unidad de medida recibe nombre de pascal -a/. Sign up el to vote on this title

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PRESIÓN HIDROSTÁTICA

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n la figura, se muestran las fuerzas que e%er fluido en equilibrio sobre las paredes del recip y sobre un cuerpo sumergido. n todos los cas fuerza es perpendicular a la superficie, su mag y el punto de aplicación se calculan a ecuación fundamental de la estática de fluidos.

PROPIEDADES DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA

sta dirigida seg!n la normal interior hacia el área en la cual act!a -hacia dentr volumen del cuerpo/ y representa la presión de compresión

u valor en un punto dado no depende de la dirección, es decir la misma en toda direcciones y representa una función de las coordenadas del punto: p 2 p-$, y, z/ You're Reading a Preview

UNIDADES DE PRESIÓN

Unlock full access with a free trial.

n el 3 la unidad de presión es el pascal, se representa Download With Free Trial por a y se define como la pr correspondiente a una fuerza de un ne4ton de intensidad actuando perpendicularm sobre una superficie plana de un metro cuadrado. " a equivale, por tanto, a " 56m&.

$isten, no obstante, otras unidades de presión que sin corresponder a ning!n sistem unidades en particular han sido consagradas por el uso y se siguen usando en la actua  Sign up y to el vote on this title %unto con el pascal. ntre ellas se encuentran la atmósfera bar.

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La atmósfera -atm/ se define como la presión que a 7 8' e%ercería el peso de una col de mercurio de 9 cm de altura y " cm& de sección sobre su base.

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La variación de un punto a otro en un fluido en reposos o movimiento relativo uniform obtiene estudiando la variación de presión en un elemento infinitesimal de lados d$ dz.

uponemos que la presión que act!a en el centro del elemento es ApB. Las presione act!an en cada uno de los costados se pueden e$presar con ayuda de la serie de e$pa de Caylor, seg!n la cual: La presión en la cara izquierda del elemento puede escribirse como: ∂ p

p iz" = p +

∂!

-! − ! " / = p +

∂ p ∂!

-−

d! &

/ = p −

∂ p d! ∂! &

La presión en la cara derecha del elemento es: p der = p +

∂ p ∂!

-! & − ! / = p +

∂ p ∂!

-

d! &

/ = p +

∂ p d! ∂! &

)nálogamente se obtienen las presiones en las demás caras del elemento You're Reading a Preview Z

Unlock full access with a free trial.

" ∂ p - p + dz /d#d$ & z ∂ Download With Free Trial

- p +

- p −

" ∂ p d$ /d#dz & ∂ $

" ∂ p d# /d$dz & ∂ #


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" ∂ p & ∂ $

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- pNot + usefuld$ / d#dz

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)plicando la segunda ley de ne4ton: D+2 m a, considerando que el fluido esta en re con respecto al sistema de referencia EFG, pero que este sistema puede estar some aceleración lineal o rotación, se tiene: −

−

−

∂ p ∂ # ∂ p ∂ $

∂ p ∂ z

d#d$dz = ρ a # d#d$dz

⇒

d#d$dz = ρ a $ d#d$dz

⇒

d#d$dz = ρ a z d#d$dz

⇒

∂ p ∂ # ∂ p ∂ $

∂ p ∂ z

= − ρ a #

= − ρ a $

= − ρ - a z + g /

n forma vectorial se tiene: -

∂ p ∂ #

i+

∂ p ∂ $

'rad = ∇ p = − ρ a HHH.

& +

∂ p ∂ z

% / = - − ρ a # i − ρ a $ & − ρ - a z + g / % /

ecuación general de la hidrostática

*n fluido en reposo no sufre aceleración, por tanto a$ 2 ay 2 az 2 7 y la ecuación genera reduce a: You're Reading a Preview ∂ p ∂ #

=7

⇒

dp d#

∂ paccess with a free Unlock full dp trial. = 7 ⇒ =70 = 70 ∂ $

d$

∂ p ∂ z

=7

⇒

dp dz

=7

Download With Free Trial cuaciones que indican que la presión no sufre variación en las direcciones E e F. La presión solo varia en la dirección G o vertical. dp dz

= −γ




 Not useful sta !ltima e$presión  nosUseful da la variación de la presión c coordenada z y se llama ecuación fundamental hidrostática. l signo depende de la elección de nuestro

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i el punto I está en la superficie y el punto ) está a una profundidad h. integrando la ecuación anterior #onde, p( es la presión en la superficie del fluido -la presión atmosf( y p la presión a la profundidad h. p = p 7 + ρ gh

EL PRINCIPIO DE PASCAL La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transm el mismo valor a cada una de las partes del mismo. ste enunciado, obtenido a partir de observaciones y e$perimentos por el matemático franc(s Ilas ascal -"&1J"&/, se conoce como principio de ascal.

l principio de ascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecu fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos. n esta cla fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = p o +ρgh You're Reading a Preview aumenta la presión en la superficie libre, por e%emplo, la presión en el fondo ha de aum en la misma medida, ya que gh no varía al no hacerlo h. Unlock full access with a free trial.



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EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR

a/ l equipo básico tiene la forma de un segmento de anillo de sección rectan de radio K 2 &,? cm y sección transversal de base b 2 "",? cm por "&,? cm de a contrabalanceada y pivoteada en su centro de curvatura y rígidamente conectado sistema de pesas. stá montado en la parte superior de un recipiente de pa transparentes que permiten una visión completa del e$perimento. l rec descansa sobre un soporte de metal con reguladores de nivel. l equipo tien regletas que permitirán tomar lecturas de niveles de agua y desplazamientos d pesas. b/ )gua, apro$imadamente 17 litros. c/ *n con%unto de pesas de diferente magnitud. d/ #os depósitos de plástico apro$. a@ Preview litros de capacidad. You'rede Reading Unlock full access with a free trial.



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PASOS A SEGUIR EN LA EXPERIENCIA ". Mida las dimensiones de K y b.

&. 5ivele el recipiente utilizando las partitas reguladoras y los niveles laterales adhe al equipo.

1. ierta agua en el recipiente hasta que la sección rectangular quede vertical y la superior del anillo horizontal. roceda a equilibrar el anillo utilizando la contrapes e%e autoroscante. )note el valor del nivel de referencia -h/

You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.


@.J )gregue cuidadosamente mas agua al recipiente utilizando los depósitos de plá hasta una altura arbitraria -h/. equilibre el equipo utilizando una pesa, desplazándola  carril de pesas. )note los valores del nivel del Sign agua el valor uph, to vote on thisde titlela pesa, N0 desplazamiento de la pesa, E  Useful  Not useful

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.J Kepita el procedimiento @ y ?, para dos alturas adicionales, h, diferentes, agreg más agua al recipiente.

HOJA DE DATOS Y CÁLCULOS n la siguiente tabla e$presaremos num(ricamente los datos obtenidos:

Cabla 5O"

TABLA DE MEDICIONES OBTENIDAS EN LA EXPERIMENTACIÓN R 2 &? $ "7J& m h# $%&

 2 "".1 $ "7J& m h $%&

' $N&

X $%&

(h $

E!p N" " & 1

>.= $ "7J& "1.& $ "7J& ".@9"? You're Reading a Preview J& J& >.= $ "7 "?.7 $ "7 ".=&> J& J& >.= $ "7 Unlock "9.& "7 with a free 1.>=7 full$access trial.

"7.& $ "7J& &".7 $ "7J& ".7 $ "7J&

@.1 $ "7 ." $ "7 >.1 $ "7

Download With Free Trial Luego para ayuda del cálculo y análisis del presente será necesaria la aplicación d siguientes formulas:

". #eterminación de la +uerza resultante e$perimental: La sumatoria de momentos de las fuerzas actuantes con respecto al cent  curvatura debe ser cero, por tanto: Sign up to vote on this title + 2 N E  Useful -K P Qh61/

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Tbs: La demostración de las formulas para la +uerza resultante e$perimental y la +uer resultante teórica se presentaran en el ap(ndice.

) continuación realizaremos el cálculo de las fuerzas e$perimentales:

F)!p* 2

".@9"? $ "7.& $ "7J& 2 7.1> 5 J& J& -&? $ "7 P [email protected] $ "7 61//

F)!p 2

".=&> $ &".7 $ "7J& 2 ".91@ 5 J& J& -&? $ "7 P -." $ "7 61//

F)!p, 2

1.>=7 $ ".7 $ "7J& 2 &.9==> 5 J& J& -&? $ "7 P ->.1 $ "7 61//

) continuación realizaremos el cálculo de las fuerzas teóricas:

F-)o.* 2=>7 $ [email protected] $ "7J& 6&/ $ -"".1 $ "7J& $ @.1 $ "7J&/ 2 ".7&@@ 5 You're Reading a Preview

J& F-)o. 2=>7 $ -." $ "7J& 6&/ $Unlock -"".1full $ "7 $ with ." a$free "7J&trial. / 2 &.7"? 5 access J& -"".1 $ "7J&With $ >.1Free $ "7 / 2 1.>"9 5 F-)o., 2=>7 $ ->.1 $ "7J& 6&/ $ Download Trial

Luego con ayuda de estos datos podemos presentar la siguiente tabla:

Sign up to vote on this title Tabla N°2

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TABLA DE FUERZAS CALCULADAS Y ERRORES EXISTENTES ENTRE EL

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CONCLUSIONES 

emos que a mayor valor de agua agregado al recipiente mayor es la variaci movimiento por parte del brazo -torque/ del sistema, es decir son directam proporcionales.



) mayor fuerza perpendicular al área transversal del segmento de anillo, mayor presión hidrostática.



You're Reading a se Preview Los errores obtenidos en la e$periencia deben a distintas fallas nuestras com e%emplo la visión y la Unlock de losfullmateriales access with adebido free trial.a su poca precisión y antigUed uso. Download With Free Trial


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BIBLIOGRA!A L"b#$% & S'(a#a)a%* 

Mecánica de Fluidos- Fernández Diez



Mecánica de Fluidos- Irving Shames



Mecánica de Fluidos (Irving H. Shames, McGraw-Hill, 3ra d!



You're Reading a Preview Mecánica de Fluidos " Má#uinas Hidráulicas $%&'DI M&)&I* Unlock full access with a free trial.


P+,"-a% .' I-)'#-')* 

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrostatica



http://www.elrincondelvago.com



http://www.monografias.com


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