7/17/2019 Taller 03 Fuerzas Planas&Flotabilidad JDOC

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Curso Mecánica de Fluidos IA018

Taller N°3. Hidrostática

1. 

Una compuerta elíptica cubre el extremo de un

tubo de 4m de diámetro. Si la compuerta está

equipada con una bisagra en la parte superior,

¿qué fuerza normal P se requiere para abrir la

compuerta cuando hay una profundidad de 8m

de agua sobre la parte superior del tubo y éste

se abre a la presión atmosférica en el otro

lado? Desprecie el peso de la compuerta.

R/ 809 KN

2. 

La compuerta que se ilustra es rectangular y

tiene dimensiones de 6 m x 4 m. ¿Cuál es la

reacción en el punto B? Desprecie el peso de la

compuerta.

R/ 557.3 kN

3. 

La compuerta que se ilustra es rectangular ytiene dimensiones de 12 ft de altura x 4 ft de

ancho. ¿Qué fuerza P  deberá aplicarse en la

parte inferior de la compuerta para empezar a

abrirla? Desprecie el peso de la compuerta.

R/ 705000 lbf

4. 

Para esta compuerta, α= 45˚, y 1= 1m y y 2= 3m.

¿Caerá o permanecerá en su posición bajo laacción de las fuerzas hidrostáticas y de

gravedad si la compuerta misma pesa 90 KN lbf

y mide 1m de ancho? Demuestre

matemáticamente su respuesta.

R/ Permanecerá en su lugar

5. 

Determine el volumen mínimo de concreto

(  = 23.6 kN/m3) necesario para mantener la

compuerta (1 m de ancho) cerrada; l = 2m.

Nótese la bisagra en el fondo de la compuerta.

R/ 3

379.0   m  

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6. 

Una boya esférica de diámetro 1.5m y peso 8.5

kN está anclada al fondo del mar (=10.1

kN/m3) con un cable como se muestra en la

figura. Aunque la boya normalmente flota

sobre la superficie, algunas veces crece la

profundidad del agua, de modos que la boya

está completamente inmersa como se ilustra.

Para esta condición, ¿cuál es la tensión del

cable?

R/ 424 N

7. 

La plataforma flotante está sostenida en cada

esquina por un cilindro sellado y hueco de 1 m

de diámetro. La plataforma en sí pesa 30 kN en

el aire y cada cilindro pesa 1.0 kN por metro de

longitud. ¿Qué longitud L  total del cilindro es

necesaria para que la plataforma flote 1 m

sobre la superficie del agua? Suponga que elpeso específico del agua salada es de 10000

N/m3. La plataforma es cuadrada en su vista en

planta.

R/ 2.24 m

8. 

El poste de madera parcialmente sumergido

que se puede observar en la figura está unido a

la pared por medio de una bisagra. El poste se

encuentra en equilibrio bajo la acción del peso

y fuerza de flotación. Determine la densidad de

la madera.

R/ 556 kg/m3

9. 

Un cono invertido a 90˚ contiene agua como se

muestra en la figura. El volumen del agua del

cono está dado por (π/3)h3. La profundidad

original del agua es de 10 cm. Un bloque con

un volumen de 200 cm3  y gravedad específica

de 0.6 se hace flotar en el agua. ¿Cuál será el

cambio (en cm) en la altura de la superficie del

agua en el cono?

R/ 0.368 cm

10. 

Una embarcación de 30 m de largo, con la

sección transversal mostrada en la figura va a

transportar una carga de 6000 kN. ¿Qué tanto

se hundirá en el agua si la masa de la

embarcación es de 100000 kg?

.

R/ 0.535 m