Tipo de presiones y fuerzas sobre superficies planas y curvas by andres chavez

Ecuación diferencial de la hidrostática

stevenandres699 — 2020-07-28 00:11:59 UTC

PRESIONES

stevenandres699 — 2020-07-28 00:11:59 UTC

FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS

hrrosero — 2020-08-01 00:06:43 UTC

Para el diseño de las diferentes estructuras de contención es necesario el cálculo de las fuerzas hidrostáticas sobre las superficies adyacentes al fluido. Estas fuerzas están directamente relacionadas con el efecto del peso que hace el fluido sobre las superficies que lo contienen. Además un factor muy importante al ser tomado en cuenta es que la presión sobre cualquier superficie sumergida varia lineal mente con la profundidad. En el caso de las superficies planas el problema hidróstatico se reduce, ya que solo se necesitan fórmulas de centroides y momentos de inercia de la sección plana demás de la fórmula para hallar intensidad de la fuerza que está actuando sobre la superficie. En superficies planas nos referimos específicamente a:

Compuertas
Secciones cuadradas, rectangulares, entre otras.

SUPERFICIES PLANAS

hrrosero — 2020-08-01 02:11:44 UTC

Puntos importantes a tomar en cuenta en las superficies planas:

Las medidas que son tomadas desde la superficies libre hasta cualquier punto, es la profundidad denotada por h.
El centro de presiones es el punto de aplicación de la Fuerza a determinar.
El centro de presiones siempre se encuentra por debajo del centroide o centro de gravedad.
El y_cp es la medida que se toma desde el eje z (en este caso), hasta el centro de presiones.
El y_c es la distancia tomada desde el eje z (en este caso), hasta el centro de gravedad.

FUERZAS SOBRE SUPERFICIES CURVAS

hrrosero — 2020-08-01 02:37:24 UTC

Para las superficies curvas, la determinación de la fuerza hidrostática resultantes ya no es tan simple como en las superficies planas, ya que las fuerzas de presión cambian de dirección en toda la superficie curva, y el prisma de presiones no es de mucha ayuda ya que se necesitaría procesos de integración y demás. Es por eso que la forma más sencilla de determinar la fuerza resultante es descomponiendo la misma en sus componte horizontal y su componente vertical y calcular cada una por separado, pero para eso se debe realizar el diagrama de cuerpo libre del bloque del líquido encerrado por la superficie curva. Superficies curvas podemos encontrar en:

Compuertas
Paramento de una presa, estas pueden ser parábolas, circunferencias, entre otros.

SUPERFICIES CURVAS

hrrosero — 2020-08-01 02:49:26 UTC

La superficie vertical del bloque que es solo líquido es la proyección de la superficie curva sobre un plano vertical y la horizontal es la proyección de la superficie curva misma sobre un plano horizontal. Se aplica la tercera ley de Newton ya que la resultante que actúa sobre la superficie curva sólida es igual y opuesta a la que actúa sobre la superficie líquida curva.

Componente Horizontal de la fuerza sobre la superficie curva
F_H = F_x
Componente vertical de la fuerza sobre la superficie curva
F_V = F_y + W

SUPERFICIES PLANAS

hrrosero — 2020-08-01 03:05:30 UTC

La fórmula para hallar la magnitud de la fuerza aplicada es:
F = (peso específico del fluido) * h_cg *A
de donde:
h_cg : es la medida desde la superficie hasta el centro de gravedad.
A: Es el área mojada, área que contiene al líquido.
La fórmula para hallar el punto de aplicación de la fuerza es:
y_cp = ( coordenada y del centro geométrico de la superficie plana) + (Inercia centroidal)/(coordenada y del centro geométrico de la superficie plana) * (área)

PRISMA DE PRESIONES

hrrosero — 2020-08-01 03:26:32 UTC

El prisma de presiones es más usado en las superficies planas que en las curvas. Este representa la distribución de presiones sobre el área, y es lineal con la profundidad, se llega a el por la proporcionalidad entre presiones y fuerzas. En este se puede calcular el punto de aplicación de la fuerza solamente sacando el centroide el triángulo o trapecio si es el caso. También mediante el volumen del prisma de presiones calculamos la Fuerza que se aplica sobre la superficie plana.

Vídeo Superficies planas

hrrosero — 2020-08-01 03:54:02 UTC

hrrosero — 2020-08-01 04:10:36 UTC

FUERZAS VERTICALES Y HORIZONTALES SOBRE UNA SUPERFICIE CURVA

hrrosero — 2020-08-01 04:27:43 UTC

Para identificar la dirección de la fuerza vertical F_V , es necesario identificar si el peso del líquido sobre la curva es real o imaginario esto depende de la orientación de la superficie sumergida, si el peso del fluido es real el signo de la fuerza vertical es negativo y si es imaginario el signo de la fuerza vertical es positivo.
Para calcular la fuerza horizontal se recurre a la formula para hallar la fuerza en las superficies planas.
Para encontrar los puntos de aplicaciones de dichas fuerzas se utiliza las fórmulas de los centroides dependiendo de la figura presentada, y calculándolo desde un punto de referencia.

FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS Y CURVAS

hrrosero — 2020-08-01 04:41:05 UTC

BIBLIOGRAFÍA

hrrosero — 2020-08-01 04:50:38 UTC

Arregui, Cabrera, Cobacho, Gómez & Soriano (2017). Apuntes de Mecánica de Fluidos. Universitat Politécnica de Valencia.
Libro de Cengel. Mecánica de Fluidos. México. Editorial: McGraw-Hill Interamericana

ecuación de la presión

stevenandres699 — 2020-08-01 12:18:04 UTC

Bibliografía

stevenandres699 — 2020-08-01 12:21:01 UTC

RODRÍGUEZ, M.

Ecuación general de la hidrostática - Estática de Fluidos

En el texto: (Rodríguez, 2020)

Bibliografía: Rodríguez, M., 2020. Ecuación General De La Hidrostática - Estática De Fluidos. [online] Academia.edu. Available at: [Accessed 1 August 2020].

Presión

javarelam — 2020-08-01 16:24:41 UTC

Definición.-

javarelam — 2020-08-01 16:29:53 UTC

La presión es la fuerza que actúa por unidad de superficie. El sentido dela palabra presión en

física significa más o menos lo mismo que en la vida diaria. Presión vendría a ser " cuanto

aprieta algo”. Ejemplo: Presión del zapato, presión en el abdomen, presión social, presiones

políticas, etc

Se calcula:

javarelam — 2020-08-01 16:41:50 UTC

Unidades de presión:

javarelam — 2020-08-01 16:47:27 UTC

Hay varias unidades de presión. Se usan todas y todas son útiles. Por ejemplo:

Equivalencia útiles entre unidades de presión.-

javarelam — 2020-08-01 17:02:56 UTC

1 libra fuerza (lbf) = 0,4536 Kgf

1 pulgada (1 inch) = 2,54cm

1 atmósfera = 1,033 kgf/cm2 = 760 mm de Hg (Torr) = 14,7 lbf/in2 (PSI)= 101.300 N/m2 (Pascal)

Clases.-

javarelam — 2020-08-01 17:20:01 UTC

Como la presión es un escalar, entonces para referirse al valor numérico de la presión hay necesidad de distinguir entre presión relativa y presión absoluta.

javarelam — 2020-08-01 17:47:44 UTC

Presión relativa

javarelam — 2020-08-01 17:51:37 UTC

Se mide por encima (positiva) o por debajo (negativa) de la presión atmosférica local.
Las presiones relativas son medidas con instrumentos llamados manómetros y por eso se denominan también presiones manométricas.
Esta referida a la presión atmosférica.

Presión absoluta

javarelam — 2020-08-01 17:57:19 UTC

Se mide a partir del cero absoluto que corresponde al vacío completo (siempre positiva).
Esta referida al vacío completo.

Presión Manométrica = Presión Absoluta – Presión atmosférica

javarelam — 2020-08-01 18:02:16 UTC

javarelam — 2020-08-01 18:07:34 UTC

javarelam — 2020-08-01 18:12:05 UTC

INTEGRANTES GRUPO E

hrrosero — 2020-08-01 18:25:15 UTC

CHAVEZ CARRENO STEVEN ANDRES
ROSERO PASTRANA HAMBAR RASHELL
VARELA MEJIA JAIR ALEXANDER