superficies sumergidas metodo b

8/20/2019 Superficies Sumergidas Metodo b

1/12

SUPERFICIES SUMERGIDAS

MÉTODO B CURVO

I. OBJETIVO:Determine experimentalmente el momento debido al empuje de un fluido sobre

una superficie plana, parcial y totalmente sumergida.

II. CONSIDERACIONES TEÓRICAS:

-SUPERFICIES SUMERGIDAS

•

Fuerzas Hidroestaticas: La presión de un fluido ejerce una fuerzasobre cualquier superficie sobre la que este en contacto.

Los principales teoremas que respaldan el estudio de la idrost!tica son el principio de

"ascal y el principio de #rqu$medes.

• "rincipio de "ascal

%l principio de "ascal afirma que la presión aplicada sobre un fluido no compresible

contenido en un recipiente indeformable se transmite con igual intensidad en todas

las direcciones y a todas partes del recipiente.

%ste tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa idr!ulica la cual

funciona aplicando este principio.

Definimos compresibilidad como la capacidad que tiene un fluido para disminuir el

&olumen que ocupa al ser sometido a la acción de fuerzas.

• "rincipio de #rqu$medes

%l principio de #rqu$medes afirma que todo cuerpo sólido sumergido total o

parcialmente en un fluido experimenta un empuje &ertical y acia arriba con una

fuerza igual al peso del &olumen de fluido desalojado.

%l objeto no necesariamente a de estar completamente sumergido en dico fluido,

ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, 'ste flotar!

y estar! sumergido sólo parcialmente.

(n recipiente que contiene un l$quido soporta una fuerza debido al peso del l$quido, y por

lo tanto sobre este act)a una presión.


2/12

La presión tambi'n act)a sobre el l$quido mismo, ya que las capas superiores tambi'n

act)an sobre las inferiores.

%s decir, en el interior de un l$quido existe una presión originada por su mismo peso,

llamada Presión Hir!s"#"i$%

La presión del interior de un l$quido act)a en todas las direccione, es m!s alta cuanto

mayor sea la profundidad y cuanto mayor sea la densidad del l$quido. La presión no

depende de la forma ni de la amplitud del recipiente

*eg)n el dibujo, para determinara la presión que el liquido de densidad +, ejerce en un

punto #, podemos imaginar una columna de liquido de altura y base * situada por arriba

de #. La fuerza que act)a sobre la superficie * es igual al peso del l$quido de la columna:

Fuerza peso del l$quido m.g

-asa olumen / Densidad .+

*ustituyendo

Fuerza m.g .+.g

olumen superficie de la 0ase por la altura *., seguimos sustituyendo

Fuerza m.g .+.g *.. +.g

"or lo tanto:

deducimos:


3/12

La "resión Hidrost!tica a una cierta profundidad debajo de la superficie libre de un l$quido

en reposo es igual al producto de la densidad del l$quido por la aceleración de la gra&edad

y por la profundidad del punto considerado.

P & '.(.)

"ara determinar la fuerza sobre una superficie cur&a se descompone la fuerza en

sus componentes &ertical y orizontal. 1omponente orizontal.

1omponente Horizontal 2FH3 4FH 5 F dirección orizontal

F67 es la fuerza resultante sobre la parte &ertical izquierda y se analiza igual que

las paredes &erticales medida asta una profundidad .

F8a7 es la fuerza resultante sobre la pared &ertical dereca y se analiza igual que

las paredes &erticales medidas asta una profundidad .

%n este sistema

F 6F8a7 por tanto no acen ning)n efecto 2se contra restan3.F8a es la fuerza que

act)a sobre la parte dereca, en el !rea proyectada por la superficie cur&a en el

plano &ertical.

III: DESCRIPCIÓN DE *A INSTA*ACIÓN


4/12

IV. DESCRIPCIÓN DE* E+UIPO UTI*I,ADO:

• 6 instrumento para medir superficies cur&as

• (n juego de pesas de diferentes pesos

V. MÉTODO DE OPERACIÓN:

PRIMERA PARTE

INMERSIÓN PARCIA*

a3 Le&ante el cuerpo rodante y retire la cubierta protectora.b3 Limpie perfectamente la superficie de trabajo del aparato 2centro de

presión3 y los bordes del cuerpo rodante.c3 9i&ele el dispositi&o por medio de los tornillos de ajuste, obser&ando los

ni&eles de burbuja del aparato.d3 1oloque el cuerpo rodante sobre el dispositi&o de trabajo, cuidado que gire

libremente y que las paredes del mismo sean paralelas al tablero.e3 1ompruebe que la escala posterior cuya l$nea &ertical debe coincidir con la

l$nea &ertical o eje de rotación del cuerpo rodante.f3 %ngance el porta pesas con el cuerpo rodante.


5/12

g3 %fectu' el ajuste fino del cuerpo rodante agregando liquido en el tanque

respecti&o, para realizarlo es necesario que coincidan las l$neas de del

cuerpo rodante y la l$nea ; del tablero, &erifique nue&amente las l$neas

&erticales, ajuste si es necesario.

3 "ara cada uno de los procesos 2sin considerar el peso del portal de pesas3indicados en el cuadro de datos, agregue agua en el tanque de ni&elación

asta que coincidan las l$neas de < del cuerpo rodante con ; del tablero

y anote la lectura del tablero.

SEGUNDA PARTE

INMERSIÓN COMP*ETA

a3 "ara la primera lectura del cuadro de datos, sin eliminar ninguna cantidad

de l$quido del tanque de ni&elación, coloque aora un peso de = gr. %n el

porta pesas 2sin considerar el peso del porta pesas3 indicados en el cuadro

de datos, agregue agua en el tanque de ni&elación, asta que coincidan las

l$neas de < del cuerpo rodante con ; del tablero y anote la lectura del

tablero.

b3 "ara las lecturas del cuadro de datos coloque el peso indicado en el porta

pesas y proceda como se indica en el punto anterior.

c3 #l terminar las lecturas &aci' el tanque.

CUADRO DE DATOS INMERSIÓN PARCIA*

*e$"r%s N!. /(r0 1/2203 45 464 75 898 65 767 95 7 355 656 345 6; 375 ;59 365 ;7

< 395 9535 455 97

INMERSIÓN COMP*ETA

*e$"r%s N!. /(r0 1/2203 855 356


6/12

4 845 3358 875 3377 865 33; 895 344

6 755 346; 745 3859 775 38< 765 38<35 795 378

VII. EJEMP*O DE C=*CU*O

>ealice sus c!lculos con una sola lectura indicando el n)mero de lectura y llene su

cuadro de resultados.

PRIMERA PARTEINMERSIÓN PARCIA*

Distancia al centro de gra&edad ?@:

Y G=h

2

De donde:

H;y

Haltura total del tablero 8mm

yaltura del liquido

ni&el real del liquido

Distancia al centro de presión:

Y C =h

6+Y G

Fuerza de presión Fp:

Y p=2

3 y h

2

b

Donde b es el anco de la placa .ABm

-omento -6 y -8:


7/12

-6CL

Ldistancia del eje de giro al punto en el que se coloca el porta pesas

8=mm

C peso colocado en el porta pesas

-8Fp>

>>8;2?c3

>88mm

>66mm

SEGUNDA PARTE

INMERSIÓN COMP*ETA

Distancia al centro de gra&edad ?@:

Y G=h−d

2

De donde:

H;y

Haltura total del tablero

yaltura del liquido

daltura de las paredes 8Emm.

Distancia al centro de presión ?c:

Y C =Y G+ d

2

12Y G

d altura de la pared 6mm

Fuerza de presión Fp

Fp bd Y G

-omento -6 y -8:


8/12

-6CL

Ldistancia del eje de giro al punto en el que se coloca el porta pesas

8=mm

C peso colocado en el porta pesas

-8Fp>

>>8;2?c3

VII. CUADRO DE RESU*TADOSPRIMERA PARTE

INMERSIÓN PARCIA*

L%1G(>

# 9:

H

2m3

?@

2m3

?1

2m3

F"

2m3

-6

29m3

-8

29m36 .8 .IA .66J .=K= .=KI ;.=B=

8 .8 .I6 .6I .EKI .AKJ ;.=EI

= .8 .AA .68 .BEB .66KE ;.=B

E .8 .A= .KA .BAB .6BK= ;.8EA

B .8 .A .K= .BII .6KK6 ;.6KE

J .8 .JAB .IK .BK8 .8=IK ;.6E8

A .8 .JB .IJ .BK6 .8AII ;.KE

I .8 .J= .IE .BIA .=6IJ ;.BI

K .8 .J .I .BAJ .=BIE

6 .8 .BI .AA .BJB .=KI8 .=K

V%>!res e )

5.3;7 5.364 5.37 5.376 5.375 5.38 5.385 5.346 5.345 5.336

SEGUNDA PARTE

INMERSIÓN COMP*ETA


9/12

L%1G(>

# 9:

H

2m3

?@

2m3

?1

2m3

F"

2m3

-6

29m3

-8

29m3

6 .8 ;.8J ;.BI ;.JJ6 .BKA ;.6I

8 .8 ;.= ;.BA ;.AK8 .J=A ;.6=8

= .8 ;.=E ;.BI ;.K= .JAA ;.6BKE .8 ;.=A ;.BK ;.6=I .A6J ;.6I8

B .8 ;.E8 ;.J6 ;.688K .ABJ ;.88E

J .8 ;.EJ ;.JE ;.6=K6 .AKJ ;.8JE

A .8 ;.B ;.JJ ;.6BJ .I=J ;.=B

I .8 ;.BB ;.A ;.6AI8 .IAJ ;.=JB

K .8 ;.BK ;.A= ;.6KJI .K6J ;.E6A

6 .8 ;.J= ;.AJ ;.86J8 .KBB ;.EA=

V%>!res e ):

5.5


10/12

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

YG

YC

FP

M1

M2

I?. CONC*USIONES

*e obser&a una diferencia entre las cur&as de la gr!fica de fuerzas, que pueden

ser causadas por errores cometidos en el momento de realizar las obser&aciones

de las alturas o errores cometidos al momento de equilibrar el equipo.

Gener bien calibrado el equipo para obtener datos correctos y obtener una mayor

precisión en el transcurso de la pr!ctica, de esta manera no se alterar$an tanto los

&alores encontrados.

1oncluimos que a medida que la altura al centro de gra&edad aumentaba la fuerza

que ejerce el agua disminu$a, y por lo tanto la presión tambi'n disminu$a.

?. BIB*IOGRAF@A 1 SIMBO*OG@A.

-ec!nica de Fluidos, ictor L. *treeter, K %dición, -c@ra;Hill


11/12

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESIME UNIDAD: CULHUACÁN

UNIDAD DE APRENDIZAJE: MECÁNICA DE FLUIDOS I

EZEUIEL A. SAN!ILLÁN LEC"UGA

PRAC!ICA # : SUPERFICIESSUMERGIDAS


12/12

ME!ODO $

L #># 1>(M N>@% #L0%>G>G%@# 1 #-"* F>#91O*1 #L%N#9D>

GRUPO: 5MM1

SECCI%N: 2

FEC"A: 2&'02 '2015

superficies sumergidas metodo b

Documents