Determinación experimental del centro de presión en una superficie plana

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

Facultad:

INGENIERIA

Carrera:

ING.DE MINAS

Tema:

LABRATORIO CENTRO DE PRESIONES

Docente:

MARIA FLORENCIA CHUQUILIN DELGADO

Integrantes:

Cerna Torres, Jhesica Milagros

Cueva Esquivel, Pilar

Luna Tello, Vilda

Llanos Chunque, Luz

Gaona Saldaña, Bryan

Villena Llaxa, Elvis

CAJAMARCA 4 DE MAYO 2015

PROLOGO

En las asignaturas de Mecánica de Fluidos, las clases de laboratorio son una de las direcciones más importantes en el estudio de las mismas. La realización de un conjunto de trabajos de laboratorios permite a los alumnos determinar las presiones ejercidas por los fluidos en las superficies a través del cuadrante hidráulico; así como determinar experimentalmente el centro de presión en una superficie plana vertical.

INDICE GENERAL

PROLOGO

DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL CENTRO DE PRESIÓN EN UNA SUPERFICIE PLANA

INTRODUCCION

OBJETIVOS

GENERALIDADES

MATERIALES A UTILIZAR

DESCRIPCION DEL EQUIPO

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

TABLA DE RECOLECCIÓN DE DATOS

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

PLANO VERTICAL SUMERGIDO

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

PREGUNTAS

I.DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL CENTRO DE PRESIÓN

II. INTRODUCCIÓN

Las fuerzas distribuidas de la acción del fluido sobre un área finita pueden remplazarse convenientemente por una fuerza resultante. El ingeniero debe calcular las fuerzas ejercidas por los fluidos con el fin de poder diseñar satisfactoriamente las estructuras que los contienen. Es de suma importancia, calcular la magnitud de la fuerza resultante y su línea de acción (centro de presión).

El centro de presión, es un concepto que se debe tener claro, ya que su determinación es básica para la evaluación de los efectos que ejerce la presión de un fluido sobre una superficie plana determinada, por ejemplo: si se quiere determinar el momento que está actuando sobre una compuerta o para estudiar la estabilidad de una presa de gravedad, la pared de un tanque de almacenamiento de líquidos o el caso de un barco en reposo.

III. OBJETIVOS

Estimular en el estudiante el desarrollo de su capacidad de observación, análisis e interpretación de fenómenos físicos que permita la comprensión del tema.

Valorar la información cualitativa y cuantitativa como parte del trabajo experimental

Determinar experimentalmente el centro de presión (C.P.) en una superficie plana vertical parcial y totalmente sumergida.

Analizar el comportamiento del centro de presión (C.P.) cuando varía la altura de agua sobre una superficie plana vertical.

Determinar el error que se comete al realizar el experimento, con el cálculo teórico.

IV. MATERIALES A UTILIZAR

Modelo de cuadrante hidráulico.

Pesas de g.

Agua.

V. GENERALIDADES

Cuando el cuadrante está sumergido en agua es posible analizar las fuerzas actuantes sobre la superficie del cuadrante como sigue: La fuerza hidrostática en cualquier punto de la superficie curva es normal a la superficie y por lo tanto la resultante pasa a través del punto de pivote, porque está localizado en el origen del radio. La fuerza sobre la parte superior e inferior de la superficie curva no produce ningún efecto en el momento que afecte al equilibrio del armazón, porque todas las fuerzas pasan a través del eje.

Las fuerzas a los lados del cuadrante son horizontales y se cancelan (iguales y opuestas). La fuerza hidrostática en la cara vertical sumergida es contrarrestada por el peso de equilibrio.

La fuerza hidrostática resultante sobre la cara puede ser calculada del valor del peso de equilibrio y la profundidad de agua, como sigue: Cuando el sistema está en equilibrio, los momentos con respecto del eje son iguales.

mgL=Fh

Donde:

m: es la masa del colgante de peso.

g: es la aceleración de la gravedad.

L: es la longitud del brazo de equilibrio.

F: empuje hidrostático.

h: es la distancia entre el eje y el centro de presión

De calcular el empuje hidrostático y el centro de presión al final de la cara del cuadrante, podemos comparar los resultados teóricos y experimentales.

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