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“Año de la Promoción de la
Industria Responsable y
Compromiso Climático”
FACULTAD: INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA: INGENIERIA CIVIL
TEMA:
SUPERFICIES SUMERGIDAS ASIGNATURA
:
ESTÁTICA
DOCENTE
:
ING. JORGE VASQUEZ SILVA
INTEGRANTES : JHOR KENEDY RAMIREZ VEGA MESIAS LLANOS GRANDES GERALD CALLOQUISPE RODRÍGUEZ
Tarapoto 18 de Dicie!re de" #$1%
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i"
INDICE I.
INR!D"CCI#N
II.
!$%EI&!' II.(. !$%EI&! )ENERA* II.+. !$%EI&! E'PECI,IC!
III. I&.
,"NDA-EN! E#RIC! DE'ARR!**! DE* E-A
&.
C!NC*"'I!NE' REC!-ENDACI!NE' &.(. C!NC*"'I!NE' &.+. REC!-ENDACI!NE'
&I.
I.
ANE/!' &I.(. PANE* $I$*I!)RA,IC! &I.+. $I$*I!)RA,IA
INR!D"CCI#N
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i"
Durante el transcurso de los tiempos0 el 1ombre 1a 2enido reali3ando y desarrollando di2ersas edi4caciones de 5ran en2er5adura6 tales como las pirámides de E5ipto0 la torre Ei7el0 la torre de Pi33a0 etc. y durante la actualidad0 tales como puentes0 estadios0 represas0 edi4cios0 etc. todo esto 5racias a la estática6 8ue no solo 1i3o 8ue el 1ombre pueda cumplir sus ob9eti2os0 sino 8ue tambi:n impulse en :l un crecimiento de desarrollo y de superación con el 4n de crear e inno2ar en el ámbito de la in5enier;a. Para un in5eniero es importante por8ue le da la
to de super4cies sumer5idas se emplearan m:todos para poder determinar con mayor
II.
!$%EI&!' +.(. !$%EI&! )ENERA* Contribuir a 8ue el alumno pueda resol2er con procedimientos anal;ticos0 cual8uier estructura isostática solicitada por car5as 49as.
+.+. !$%EI&! E'PECI,IC! Anali3ar y comprender las relaciones@
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i" Determinar la
super4cie plana parcialmente sumer5ida en un l;8uido en reposo. Determinar la posición del Centro de Presiones sobre una super4cie plana0 completamente sumer5ida en un l;8uido en reposo.
III.
,"NDA-EN! E#RIC! -RESI.N
Cuando se e9erce una
Entonces la presión representa la intensidad de la
ESTATICA DE LOS FLUIDOS
"n =uido se de4ne como una sustancia 8ue cambia su
Resulta e2idente 8ue cada 2e3 8ue un cuerpo se sumer5e en un l;8uido es empu9ado de al5una manera por el =uido. A 2eces esa
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i" contacta. Esas
FUER/A 0IDROSTATICA
"na 2e3 determinada la manera en 8ue la presión 2ar;a en un =uido en estado estático podemos inda5ar la
Para calcular una
EM-UE 0IDROSTATICO 2 -RINCI-IO DE ARQUIMEDES El principio de Ar8u;medes es un principio <;sico 8ue a4rma 8ue un cuerpo total o parcialmente sumer5ido en un =uido en reposo0 será empu9ado con una
g= Aceleracion de la gravedad
LEYES DE 3OYAMIENTO
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i" *a perimenta una
*a determinación de la estabilidad de cuerpos en =otación con pertos. Estos cuerpos pueden tener dos o más posiciones estables. Por e9emplo0 un barco puede =otar en su posición normal o in2ertido. Incluso las
SU-ERFICIES 0ORI/ONTALES Es el caso más simple para calcular la
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i"
El sentido de , será perpendicular a la super4cie0 y el punto de aplicación0 puesto 8ue una super4cie 1ori3ontal no 5ira0 será el Centro De )ra2edad C)D de la super4cie.
SU-ERFICIES 0ORI/ONTALES
"na super4cie plana en una posición 1ori3ontal en un =uido en reposo está su9eta a una presión constante. *a ma5nitud de la
odas las
'u dirección es perpendicular a la super4cie y 1acia esta si p es positi2a. Para encontrar la l;nea de acción de la resultante0 es decir0 el punto en el área donde el momento de la
Donde >F es la distancia desde el e9e 1asta la resultante. Como constante ' x =1 / A AxdA . xg
∫
p es
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i" En la cual Ng es la distancia al centroide del área. Por consi5uiente0 para un área 1ori3ontal su9eta a una presión estática0 la resultante pasa a tra2:s del centroide del área.
SU-ERFICIES VERTICALES
En las super4cies 2erticales0 la presión 1idrostática no es constante0 sino 8ue 2ar;a con la pro
Para calcular la
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i" El módulo de la
Hu: si5ni4cado <;sico tiene esta <órmulaJ En la 45ura se 2e 8ue la presión en el CDG ( PCDG= pgh .CDG ) es la presión promedio sobre la super4cie 2ertical. Es ló5ico 8ue multiplicando la presión promedio por el área A se obten5a el módulo de la
SU-ERFICIES -LANAS INCLINADAS
En la se5unda 45ura se indica una super4cie plana por la l;nea AF$F. Esta se encuentra inclinada un án5ulo desde la 1ori3ontal. *a intersección del plano del área y la super4cie libre se toma como el e9e >. El e9e y se toma como el plano del área0 con el ori5en !0 tal como se muestra en la super4cie libre. El área inclinada arbitraria está en el plano xy . *o 8ue se busca es la ma5nitud0 dirección y l;nea de acción de la
*a ma5nitud de la
!F 8ue actua sobre un electo con un área
en
!y
con sus bordes lar5os
Debido a 8ue todas las
−
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i" de los lados del área plana sumer5ida en un l;8uido es el producto del área por la presión es su centroide. En esta
SU-ERFICIES CURVAS
*a
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i"
*a componente 1ori3ontal es la
I&.
DE'ARR!**! DE* E-A
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i"
E&c'e"a pro(e&io)a" de I)*e)ier+a Ci,i"
&.
C!NC*"'I!NE' REC!-ENDACI!NE' K.(. C!NC*"'I!NE'
'e pudo reali3ar un completo análisis del tema. 'e pudo resaltar la importancia de dic1os conceptos a tra2:s de imá5enes.
K.+. REC!-ENDACI!NE'
ener en cuenta las
&I.
$I$*I!)RA,IA -ecánica 2ectorial para in5enieros. ':ptima edición L E. Russell %o1nston. 1ttp@BBB.mono5ra4as.comtraba9osMestaticaOaplicadaOin5enieriaO ci2ilestaticaOaplicadaOin5enieriaOci2il.s1tmli>33QD5SI5p). -ecánica 2ectorial para estudiantes de in5enier;a L %or5e Eduardo 'ala3ar ru9illo.
