Profesor Ing. José GASPANELLO MECANICA DE LOS FLUIDOS TRABAJO PRACTICO Nº: 2 EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS EMPUJE SOBRE SUPERFCIES CURVAS PRINCIPIO DE ARQUIMIDES PRINCIPIO DE FLOTACION Profesor Ing. José GASPANELLO Año 2010

MECANICA DE LOS FLUIDOS 1 EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS

P = γ h 1.-EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS: MECANICA DE LOS FLUIDOS F FUERZA HIDROSTATICA MECANICA DE LOS FLUIDOS A P = γ h h γ h h2 h1 G F γ h2 γ h1 A C B G F C B

1.-EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS: DETERMINACION DE LA FUERZA HIDROSTATICA O β h dF A hG y hc F G yc dS C B G yG C S “F” depende: 1) Peso Especifico, 2) Superficie, 3) profundidad hG Es independiente de: 1) forma de la superficie, 2) de la posición β

1.-EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS: CALCULO GRAFICO DEL EMPUJE HIDROSTATICO h b A B hG hC h γ h G G F C C D b EL PRISMA REPRESENTA EN EL ESPACIO EL EMPUJE TOTAL “F”.- ANALITICAMENTE: GRAFICAMENTE: Considerando el triangulo de presiones ABD Para b=1

EJERCICIOS GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS: Ejercicio Nº:1 Solución: E=2.880Kg; Yc=1,80m Ejercicio Nº:2 Solución: E=2.040Kg; Yc=3,42m

EJERCICIO Nº:3 Una compuerta elíptica cubre el extremo de un tubo de diametro=4m. Si la misma posee una bisagra en el punto A, ¿Qué fuerza normal “R” se requiere para abrirla cuando haya una profundidad de 8m de agua sobre la parte superior del tubo, y se abre a la atmósfera en el otro lado? Desprecie el peso de la compuerta.- 8m γa A 5m G Ø=4m a Patm G b R

SOLUCION: o R γa 8m a b G 5m A Patm Ø=4m hG YG 1°) Calculamos la Fuerza Hidrostática Total “F”: F 2°) Determinamos ahora la ubicación de la fuerza hidrostática total: 4 5 3°) Definimos la fuerza “R”:

EJERCICIO Nº:4 La compuerta cuadrada que se ilustra en la figura pivotea sobre el eje horizontal “C”, de modo que se abre automáticamente a un cierto valor de “h”. ¿Cuál será ese valor?, expresarlo en términos de “L” SOLUCION: cuando el punto de aplicación de la fuerza “F” coincide con la bisagra “C”, es el único momento que la compuerta no se abre. YC h 0,5l γa 0,6l 0,4l Patm G G C C F

EJERCICIO Nº:5 El tanque ilustrado en la figura contiene un aceite de densidad relativa igual a 0,91. En su pared inclinada (Ø=60°) se coloca una compuerta rectangular de dimenciones B=1,22m y H=0,61m; el centro de gravedad de la compuerta se encuentra a hc=1,52m de la superficie libre.- CALCULAR: La Fuerza FR=? Y Su ubicación hp=? SOLUCION: FR = 1.029 Kg hp = 1,77m

ha = Pa / γ EJERCICIO Nº:6 Carga Piezométrica Método de la: Altura equivalente ha = Pa / γ Repita el ejercicio anterior considerando que el tanque se encuentra sellado en su parte superior y que hay una presión de 1,50 psi (lib/pul2)

EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS F I N EMPUJE SOBRE SUPERFICIES PLANAS Ing. José GASPANELLO MECANICA DE LOS FLUIDOS