IMPACTO DE CHORROS SOBRO ALABES

IMPACTO DE CHORROS SOBRO ALABES

1. OBJETIVOS.

1.1. Determinar la fuerza que se ejerce sobre las superficies que están en contacto con un fluido.

1.2. Determinar la posición del Centro de Presiones sobre una superficie plana

Parcialmente sumergida en un líquido en reposo.

1.3. Determinar la posición del Centro de Presiones sobre una superficie plana,

Completamente sumergida en un líquido en reposo.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Empuje hidrostático: principio de Arquímedes

Los cuerpos sólidos sumergidos en un líquido experimentan un empuje hacia arriba. De acuerdo con el principio que lleva su nombre, todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado.. La fuerza F sobre la cara superior estará dirigida hacia abajo y de acuerdo con la ecuación fundamental de la hidrostática su magnitud se podrá escribir como:

F1 = p1S1 = (Po+ d.g.h1).S1

Siendo S1la superficie de la cara superior y h¡ su altura respecto de la superficie libre del líquido. La fuerza Fz sobre la cara inferior estará dirigida hacia arriba y, como en el caso anterior, su magnitud será dada por:

F2 =P2.S2 = (Po + d.g.h2),S2

La resultante de ambas representará la fuerza de empuje hidrostático E.

E = F2 –F1 = (Po+ d.g.h2)S2 - (Po + d.g.h1)S1

Pero, dado que S1 = S2 = S y h2= h1 + c, resulta:

E = d.g.c.S = d.g. V = m.g

Peso del cuerpo, mg

Fuerza debida a la presión sobre la base superior, p1 *A

Fuerza debida a la presión sobre la base inferior, p2*A

En el equilibrio tendremos que

mg+p1*A= p2*A

mg+ρfgx*A= ρfg(x+h)*A

O bien,

mg=p¡h*Ag

Equilibrio de los cuerpos sumergidos.

De acuerda con el principio de Arquímedes, para que un cuerpo sumergida en un líquida esté en equilibrio, la fuerza de empuje E y el pesa P han de ser iguales en magnitudes y, además, han de aplicarse en el misma punto. En. tal caso la fuerza resultante R es cero y también la es el momento M, con la cual se dan las das condiciones de equilibrio.

Equilibrio de los cuerpos flotantes.

Si un cuerpo sumergida sale a flote es porque el empuje predomina sobre el peso (E>P).

En el equilibrio ambas fuerzas aplicadas sobre puntos diferentes estarán alineadas; tal es el caso de las embarcaciones en aguas tranquilas, par ejemplo. Si par efecto de una fuerza lateral, como la producida par un golpe del mar, el eje vertical del navío se inclinara hacia un lada, aparecerá un par de fuerzas que harán .oscilar el barco de un lada a .otro.

Fig1. Distribución de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido

La simetría de la distribución de las fuerzas permite deducir que la resultante de todas ellas en la dirección horizontal será cero. Pero en la dirección vertical las fuerzas no se compensan: sobre la parte superior de los cuerpos actúa una fuerza neta hacia abajo, mientras que sobre la parte inferior, una fuerza neta hacia arriba.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES. FLOTACIÓN

onsideremos el cuerpo sumergido EHCD (fig.2), actúa sobre la cara superior la fuerza de presión Fp1, que es igual al peso del liquido representado en la figura por ABCHE,y sobre la cara inferior la fuerza de presión Fp2 igual al peso del liquido representado en la figura por ABCDE. El cuerpo esta sometido, pues a un empuje ascensional, que la resultante de las dos fuerzas.

FA= Fp2– Fp1

pero Fp2– Fp1 es el peso de un volumen de líquido igual al volumen del cuerpo EHCD, o sea igual al volumen del líquido desalojado

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