presion superficie sumergida y semi sumergida
TRANSCRIPT
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7/21/2019 Presion superficie sumergida y semi sumergida
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Grupo: F*
Alumno: 20121225
Renzo soto ocupa
Profesor:
Cayo Lenidas
20
5
Tema:
Fuerzas hidrostticas
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INDICE
Tema
I. introduccin
II. O!eti"os
##$% Generales
##$& 'spec(ficos
###$ )arco terico#*$ )ateriales y e+uipos*$ )etodolo,(a*#$ Procedimiento*##$ Resultados
*###$ -iscusiones#.$ Conclusiones.$ Recomendaciones
Ane/os
Introduccin
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'l poder determinar cuanta presin recie un cuerpo sumer,idos total o parcialmente 0 nos a
lle"ado a tratar de identificarla 0 atra"ez de e/perimentos +ue relacionen a la superficie del o!eto
sumer,ido 0 con la cantidad de fuerza procedente de los fluidos $-ado +ue esta informacin nos
sir"e tomar en cuenta para : Pre dimensionar di+ues 0 presas 0 cascos de arcos 0 alas de a"in y
rascacielos$
'n la 1s+ueda de +uerer hallar esta inc,nita se cre el e+uipo para ensayos de centro depresiones +ue consta de un razo y un depsito 2,raduado3 para llenar de a,ua4 Teniendo como
funcin principal +ue la fuerza del a,ua0 ha,a mo"er el razo +ue est siendo e+uilirado por
pesas 2conocidas3 y as( poder identificar cuanta altura "ar(a entre la superficie a la parte
sumer,ida$
'n esta sesin de laoratorio se pretende encontrar la fuerza hidrosttica sore la superficie
plana sumer,ida0 usando el e+uipo de presin hidrosttica 2centro de presiones3 0 teniendo como
factor de e+uilirio a las pesas 0 teniendo en cuenta +ue se,1n la cantidad 0 ser la misma
ma,nitud de la fuerza
II.Objetivos
&$% O!eti"o General
-eterminar la accin de la fuerza hidrosttica en una superficie plana sumer,ida$
Relacionar la fuerza del a,ua con el peso de las pesas al dar e+uilirio 2F5m6a3
Aprender a usar el e+uipo de presin hidrosttica
&$& O!eti"os 'spec(ficos
7allar la fuerza hidrosttica
7allar la altura sumer,ida
7allar el centro de presin terico y e/perimental
III. Marco terico
La mecnica de fluidos est asada en las leyes clsicas y dinmica a situaciones en las cuales los
fluidos pueden ser tratados como medios continuos $'stas leyes pueden ser simplificadas en una
tentacin de descriir cuantitati"amente el comportamiento del fluido$
'+uipo de presin hidrosttica utilizado:
'ste e+uipo est pensado para el estudio de la presin +ue e!erce un fluido sore una superficiesumer,ida en 8l$La forma de tiene el sector o cuadrante +ue se sumer,e en el a,ua0 permite +ue la 1nica presin
e!ercida por el a,ua soresus superficies +ue es e+uilirada por el peso +ue colocamos en las prcticas0 sea la superficie"ertical rectan,ular inferior$9na re,la indicadora nos muestra la altura de a,ua desde el punto inferior de la cara rectan,ularsumer,ida sore la +uese estudia el fenmeno$Como es un e+uipo de precisin 0 tiene datos t8cnicos 2Ane/o$%3
ue ocasiona la fuerza hidrosttica sore el e+uip;
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-ado +ue en el e+uipo un cuadrante est montado sore un razo de alanza asentado sore
filos de cuchilla$ Los filos coinciden con el centro del arco del cuadrante$ Por lo tanto0 de todas las
fuerzas hidrostticas +ue act1an sore el cuadrante cuando 8ste est sumer,ido0 la 1nica +ue
,enera un momento sore el e!e de apoyo0 es e!ercida sore la cara rectan,ular del corte0 ya +ue
el razo de palanca de las dems es nulo por ser 8stas radiales$ 'l peso del cuadrante cuenta con
un contrapeso de posicin a!ustale y un platillo al +ue se le a,re,an las pesas para compensar el
empu!e del l(+uido$ 'ste con!unto "a montado sore un tan+ue acr(lico +ue puede ser ni"elado
mediante patas roscadas$ 'l alineamiento correcto est indicado por un ni"el de uru!a circular
montado sore la ase del tan+ue$ 9n indicador fi!ado en un lado del tan+ue muestra cuando el
razo est e+uilirado en posicin horizontal$ 'l a,ua entra por la parte superior del tan+ue
mediante un tuo fle/ile y puede "aciarse a tra"8s de una "l"ula fi!ada en un costado con el uso
de una man,uera 2m3
Lon,itud del razo m L -ato Lon,itud del razo
de alance
Altura de cuadrante de
pi"ote
m 7 -ato -istancia "ertical
de la ase de
cuadrante al pi"ote
)asa , m )edid
o
Las pesas
colocadas en el
,ancho de pesas
Profundidad de
inmersin
m d )edid
o
Profundidad
"ertical de la ase
del cuadrante a la
superficie del fluido
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Las fuerzas actuantes son el peso aplicado y el empu!e de presin hidrosttico sore la cara de
final del cuadrante$
Las dimensiones si,uientes del e+uipo son usadas en los clculos apropiados$ de ser re+ueridos
estos "alores pueden ser comproados como parte del procedimiento e/perimental y sustituidos
con su propia medida 2tala$%3
Plano vertical parcialmente sumergido y sumergido totalmente
La ,rafica 2c%3 es una representacin es+uemtica del aparato +ue define las dimensiones f(sicas$
-nde:
d es la profundidad de sumersin
F es la fuerza hidrosttica sore el plano
7c,es la profundidad del centroide
Dcpes la profundidad del centro de presin
hE es la distancia de la l(nea de accin de empu!e dea!o del pi"ote
Frmulas para calcular Para cuerpos parcialmente sumergidos
Fuerza < F Formula F5p,d&&
Centro de
presin
e/perimental
m hE Formula hE5m,LF
Centro de
presin terico
m hE Formula hE57dH
Frmulas para calcular cuerpos totalmente sumergidos (r1)
Fuerza < F Formula F5p,-2d-&3Centro de presin
e/perimental
m hE Formula hE5m,LF
Centro de presin
terico
m hE Formula hE52-&%&I2d-&3&32d-&3I7d
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r1
I (rocedimiento Caliracin de '+uipo
%$ )edir el razo del aparato de presin hidrosttica
& $anchura del cuadrante
H $altura del cuadrante
J$ masa de las pesas puestas
>$ Profundidad de inmersin
)ediciones de proceso
AKadir una pe+ueKa masa a la suspensin de peso y usando un !arrn0 "ierta a,ua en el
tan+ue$ si,a aKadiendo el a,ua hasta +ue el empu!e hidrosttico sore la cara de final del
cuadrante ha,a +ue el razo de e+uilirio se ele"e$Ase,uerese +ue no haya a,ua
derramada sore las superficies superiores del cuadrante o los lados $AKada el a,ua hasta
+ue el razo de e+uilirio sea horizontal 4 9sted dee de medir con precisin $Lea la
profundidad de inmersin de la escala sore la cara del cuadrante 0 mas resultados ms
e/actos pueden ser otenidos al leer dea!o de la superficie y de esta 0manera e"itar los
efectos de tensin superficial
Repita el procedimiento anterior para cada incremento en la car,a aKadiendo
respeti"amente pesas en el ,ancho en suspensin$ @i,a hasta +ue el ni"el del a,ua
alcance la cima de la escala superior 0 los datos otenidos estn en la 2tala C&y cH3 )edicin de superficie parcialmente sumer,ida 0 con las formulas 2r%3
Para el primer punto con peso de ?$?>,
Primero calculamos la fuerza
F5p,d&&
p5densidad del a,ua %??? ,mH
,5$M ms&
5?$?B>m
d5?$?JJm
7allando la fuerza
F52%???6$M6?$?B>6?$?JJ&3&
F52 %$J&&N 3&
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F5?$B%%JM ,3
m5?$?>,
,5$Mms&
L5?$&B>m
hE5 m,LF
hE52?$?>6$M6?$&B>32?$B%%JM3
hE5?$%MHHH m3
calculo de Centro de presin terico para 2?$?>,3
75?$&??m
d5?$?JJm
hE57dH
hE5?$&??2?$?JJ3H
hE5?$%M>HHHHHHM2m3
D asi sucesi"amente para todos los puntos de la superficie parcialmente sumer,ida 0 todos estn
en la tala 2f%3
7allo momento rotacional medido ) 2,
F5?$B%%JM HHHHHHm
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)5F6hE
)5?$B%%JM6?$%>HHHHH
)5 ?$%H%MN?N
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-5?$%??m
d5?$%?Nm
75?$&??m
hE52-&%&I2d-&3&32d-&3I7d
hE5 ?$?N>m
7allo momento rotacional medido ) 2? ,
F5 ?$NB&
7allo momento rotacional calculado ) 2? ,
F5?$NB& m
)5F6hE
)5 ?$?JHN%B&Mm
D as( sucesi"amente para los dems puntos $ Resultados en la tala 2&3
II."esu)tados
CO
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Lon,itud del razo L ?$&B>m
Altura del pi"ote del cuadrante 7 ?$&??m
Aceleracion de ,ra"dedad , $M ms&
-ensidad del fluido p %???,mH
Parcialmente sumer,ido
Tala&