UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA EFP: INGENIERIA AGRICOLA
INFORME N* 03 TEMA: EJERCICIOS DE FUERZAS EN AREAS PLANAS
CURSO: MECANICA DE FLUIDOS
ESTUDIANTES:
- ALLCCARIMA QUITO, Juan Julián - APARI JAYO, Eulogio - CAILLAHUA ACHALMA, Wilmer - CHACHAYMA ALLCCA, Jorge Samuel - HUAMANI HUAMÁN, William - CHAVEZ REYMUNDO, Rubén - BELLIDO TAMI, Fredy Alfredo - ÑAHUI RONDINEL, Alfredo - SANCHEZ CHUMBES, Raúl - LAURA BULEJE, Nelson
GRUPO DE PRACTICA: MARTES
AYACUCHO PERÚ
2014
HORA:
2 – 4 PM – 4
1.
Determinar el valor de z (figura 3.20) de forma que la fuerza total, sobre la barra BD no
sobrepase los 8.172kp al suponer que la longitud en dirección perpendicular al dibujo es de 1.22m y que la barra BD está articulada en ambos extremos.
() ()
( )
( )
( )
( ) () ( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
2. Un depósito de paredes laterales verticales contiene 0.914m de mercurio y 5.029m de agua. Encontrar la fuerza que actúa sobre una porción cuadrada de una de las paredes laterales, de 51cm por 51cm de área, la mitad de la cual está bajo la superficie de mercurio. Los lados del cuadrado están situados verticales y horizontales respectivamente. ( )
Sumatoria de momentos.
3. En la figura3.28, para una longitud de 2.44m de la compuerta, determinar el momento no compensado respecto al eje de giro O, debido al agua, cuando ésta alcanza el nivel A. A 0.61
m 8 3 1 .
O
B
=1.22m
()
4. Determine por metro de longitud, los componentes horizontales y verticales del agua a presión que actúa sobre la compuerta tipo Tainter
F H 1000*1.5*3 4500 kg F v V * A * L Área Neta = Área sector circular – Área triangular
r 2 ( ) (6) 2 ( ) 2 6 6 9.43m2 Área sector Circular = r 2 2
C os 300
x 6
x 6C os 30 0 5.20 m
Área del triangulo
5.20*3 2
7.80m2
Área neta 9.43 7.80 1.63m2 Fv 1000*1.63*101630kg
5. Determine la fuerza vertical que actúa sobre la bóveda semicilíndrica, cuando la presión manométrica leída en A es de 0.6kg/cm 2 . La bóveda tiene 2m de longitud
P h h
p
6000kg / m 2 1600kg / m3
3.75m
Fuerza vertical (Fv)0 Empuje – Peso Fv= (Presion * área) – peso semicilindro
FV ( h * D * L)
r 2 L 2
F V (1600*3.75*1.2*2) FV 12590kg
r 0.6*2 2
6. El cilindro mostrado en la figura es de 3m de longitud. Asumiendo una condición hermética en el punto A y que el cilindro no rota, ¿cuál será el peso requerido del cilindro, para impedir el movimiento ascendente?
F y 0 Peso + fuerza fricción – Empuje = 0 Peso = Empuje -fuerza fricción Fuerza horizontal = 1000*1.2*2.4*3 = 8640kg Fuerza Fricción =µ* Fuerza horizontal = 0.15*8640 = 1296kg Empuje V 1000*
d 2 8
*3 6786kg
Peso 6786 1296 5490kg 2 7. Una placa plana con un eje de giro en C la siguiente ecuación x 0.5 y 1
¿Cuál es la fuerza del aceite sobre la placa y cuál es el momento respecto a c debido a la acción del agua?
Y 4.7Sen30o 2.35m X 4.7Cos30o 4.07m
Empuje Aceite V hA 800 Empuje Agua 1000 Peso Agua 1000
kg 3
m
kg
*( 3 m
Brazo del empuje x
kg 3
m
* 2.35m * (2 *1)m 2 3760kg
* 2.35m * (2 *1) m2 4700 kg 4.07*2.35 2 2.35 3
) m2 *1m 4782.25kg
0.78m
Brazoc 1.0m 0.78m 0.22m Brazo del peso y
4.07 3
1.36m
Brazoc 2.34 1.36 0.983m
M c 0 4700 * 0.22 4782.25 * 0.983 M c 0 M c 5735kg m 8. La compuerta automática ABC pesa 3300kg/m de longitud y su centro de gravedad está situado a 180cm a la derecha del eje de giro A ¡se abrirá la compuerta con la profundidad que se muestra en la figura?
Empuje del agua 1.8 *1.8*1 3240kg
Brazo del empuje
1.8 3
Peso compuerta 3300
0.6m a partir de la base
kg m
M a 0 M a W *1.8 3240*0.6 0 M a 3240*0.6 W *1.8 1944kg m 5940kg m M a 3996kg m / m De longitud
La compuerta se abre.
9. Calcule la fuerza que actúa en una tronera de 30cm de diámetro de un barco si el centro de aquella se encuentra 10 cm por debajo del nivel de agua
F hA= 9810 10 .32/4 = 6934N
10. Los lados de un área triangular miden 2, 3 y 3m respectivamente. Calcule la fuerza del agua en un lado del área si el lado de 2m es horizontal y a 10m por debajo de la superficie y el triángulo esta: a) Vertical b) Horizontal c) Sobre un pendiente ascendente a 60° a) F = pc A = 9800 (10 2.828/3) (2.828 2/2) = 251 000 N = 251 kN (32 12)1/2 = 2.828 m. b) F = pc A = 9800 10 (2.828 2/2) = 277 100 N = 277.1 kN c) F = pc A = 9800 (10 .866/3) (2.828 2/2) = 254 500 N = 254.5 kN
11. La compuerta triangular mostrada en la figura tiene su lado de 6 pies paralelo y a 30 pies por debajo de la superficie del agua. Calcule la magnitud y la ubicación de la fuerza que actúa en la compuerta si esta: a) Vertical b) Horizontal c) Sobre un pendiente ascendente a 45°
8 píes
6 pies
a) F hA 62.4 27.33 24 40,930 lb. y p 27. 33+
= 27.46 pies
= 27.46'. y = 30 – 27.46 = 2.54 pies. 8/5.46=3/x
x=2.05 pies
Donde yp = (2.05, 2.54) pies
b) F = 62.4 30 24 = 44,930 lb. y = 2.667pies. 8/5.333 = 3/ x.
x = 2.000 pies
Yp = (2.000, 2.667) pies. c) F = 62.4 (30 – 2.667 .707) 24 = 42,100 lb. Yp = 39.77 +
= 39.86 pies
y = 42.43 – 39.86 = 2.57pies 8/5.43 = 3/ x.
x = 2.04pies.
Yp = (2.04, 2.57) pies.
12. Determine la fuerza P necesaria para mantener la compuerta de 4 m de ancho en la posición mostrada
F hA 9810
6 20 = 1.777
102 N = 1177 kN.
Yp = 7.5+
= 7.778 m
(10-7.778)*1177 = 5P P = 523KN 13. use la ecuacion2.4.28 y demuestre que la fuerza F en la figura 2.8 actúa a un tercio hacía arriba en una área rectangular vertical y también en un área rectangular inclinada. Suponga que la compuerta inclinada forma un ángulo α con la horizontal. Yp =
= 2H/3
H-yp = H-2H/3= H/3 14. Una compuerta vertical eta el extremo de un canal (Fig. P2 55) se abre cuando el agua sobre el gozne produce un comento mayor que el momento del agua debajo del gozne. ¿Qué altura h de agua se requiere pata abrir la compuerta si: (a) H=0.9m (b) H=1.2m (e) H=1.5m
15. Para la compuerta postrada en la figura P2 58. Calcule la altura H que hará que se abra automáticamente si (ignore el peso de la compuerta):
16. Calcule la tuerza P necesaria para mantener el objeto cilíndrico de 10si de largo en su posición como se muestra en la figura P2. 62.
17. Se requiere una fuerza P=30 kN para comenzar a abrir la compuerta de la figura P2.63 con R = 1.2 m y H = 4 m. ¿Qué tan ancha es la compuerta? A. 2.98 m
B. 3.67 m
C.4.32 m
D. 5.16 m
18. La compuerta circular de 3m de ancho mostrada en la figura P2.67 pesa 400 N con centro de gravedad a 0.9 a la izquierda del gozne. Calcule la fuerza P requerida para abrirla.
