Universidad de San CarlosLaboratorio de Mecnica FluidosFacultad de IngenieraInstructor: Ing Luis Sandoval PRACTICA 2

FUERZA HIDROSTATICA SOBRE SUPERFICIES PLANAS Y CENTRO DE PRESIN

1 Objetivos

Determinar experimentalmente la fuerza resultante de la distribucin de presiones sobre una superficie plana ejercida por un lquido en reposo, estando la superficie plana completamente y parcialmente sumergida en el lquido (agua). Determinar experimentalmente el centro de presiones sobre una superficie plana, completamente y parcialmente sumergida en un lquido en reposo.

Determinar el momento de fuerza debido a la presin que ejerce el fluido-agua- sobre la superficie totalmente y parcialmente sumergida. Comparar los valores experimentales con los tericos.

2 Equipo Utilizado

Modulo para estudiar la fuerza hidrosttica sobre superficies planas, el cual consiste en un cuadrante que est montado sobre un brazo de balanza asentado sobre filos de cuchilla. Los filos coinciden con el centro del arco del cuadrante. Por lo tanto, todas las fuerzas hidrostticas que actan sobre el cuadrante cuando ste est sumergido, la nica que genera un momento sobre el eje de apoyo, es ejercida sobre la cara rectangular del corte, ya que el brazo de palanca de las dems es nulo por ser stas radiales. El peso del cuadrante cuenta con un contrapeso de posicin ajustable y un platillo al que se le agregan las pesas para compensar el empuje del lquido.Este conjunto va montado sobre un tanque acrlico que puede ser nivelado mediante patas roscadas. El alineamiento correcto est indicado por un nivel de burbuja circular montado sobre la base del tanque.

1. Cuadrante2. Brazo Basculante3. Contrapeso Mvil4. Escala Graduada5. Vlvula de desage6. Patas Regulables7. Deposito8. Platillo con Pesas

Laboratorio de Mecnica de Fluidos FIUSAC1er Semestre 20151

Medidas importantes:

L: 285 mmRadio interno (Rint): 100 mm Radio externo (Rext): 200 mm a: 100 mmb: 70 mmh: profundidad del agua (variable)

3 Fundamento Terico para las ecuaciones utilizadas en el Ensayo

Se estudiaran dos casos: Presin hidrosttica sobre una superficie completamente sumergida. Presin hidrosttica sobre una superficie parcialmente sumergida. En la figura vemos que la distribucin de presiones por las superficies curvas no producen ningn momento con respecto al eje de giro, por estar en la direccin radial a entre (Pr1 y Pr2). La distribucin de presiones en la cara frontal (cara con la escala graduada) es igual y de sentido opuesto a la de la cara posterior (cara opuesta a la de la escala graduada). Por todo esto la nica superficie que provoca un momento con respecto al punto de giro O es la superficie plana (Pp).