fuerza sobre un area plana
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FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANA. Cualquier pared plana que tenga un liquido (muros, compuertas, depósitos, etc.) soporta, en cada uno de sus puntos, una presión que ha sido definida como la altura de la superficie libre del liquido al punto considerado, siempre que se trate de recipientes abiertos, que es el caso mas frecuente en aplicaciones hidrostáticas. Por tanto, todas las fuerzas de presión paralelas, cuya magnitud y dirección se conocen, tendrán una resultante P, que representa el empuje del liquido sobre una superficie plana determinada, cuyo valor y punto de aplicación vamos a determinarTRANSCRIPT
FUERZA SOBRE UN AREA PLANAIngenieros en formación:Cruz Méndez Jennifer; Martínez Cruz José Guadalupe; Mayen Lima Selena; Olvera Rivas Jorge Alberto.
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANA
Cualquier pared plana que tenga un liquido (muros, compuertas, depósitos, etc.) soporta, en cada uno de sus puntos, una presión que ha sido definida como la altura de la superficie libre del liquido al punto considerado, siempre que se trate de recipientes abiertos, que es el caso mas frecuente en aplicaciones hidrostáticas. Por tanto, todas las fuerzas de presión paralelas, cuya magnitud y dirección se conocen, tendrán una resultante P, que representa el empuje del liquido sobre una superficie plana determinada, cuyo valor y punto de aplicación vamos a determinar
Formulario
La fuerza P ejercida por un líquido sobre un área plana A es igual al producto del peso específico ω del líquido por la profundidad hcg del centro de gravedad de la superficie y por el área de la misma. La ecuación es
Se observa que el producto del peso específico ω por la profundidad del centro de gravedad de la superficie es igual a la presión en el centro de gravedad del área. La línea de acción de la fuerza pasa por el centro de presión, que se localiza mediante la fórmula:
donde es el momento de inercia del área respecto de un eje que pasa por su centro de gravedad. Las distancias y se miden a lo largo del plano y a partir de un eje determinado por la intersección del plano que contiene la superficie y de la superficie libre del líquido.
La componente horizontal de la fuerza hidrostática sobre una superficie cualquiera (plana o irregular) es igual a la fuerza normal sobre la proyección vertical de la superficie. La componente pasa por el centro de presión de la proyección vertical.
La componente vertical de la fuerza hidrostática sobre cualquier superficie (plana o irregular) es igual al peso del líquido situado sobre el área, real o imaginario. La fuerza pasa por el centro de gravedad del volumen.
Momentos de inercia
Problemas Resueltos
Determinar la fuerza resultante P debida a la acción del agua sobre la superficie plana rectangular AB de medidas 1 m x 2 m que se muestra en la figura.
Solución
Esta fuerza actúa sobre el centro de presión, que está a una distancia del eje y es igual a
Problemas Resueltos
Determinar la fuerza resultante debida a la acción del agua sobre el área rectangular CD de 1,20 m x 1,80 m mostrada en la figura. C es un vértice del triángulo.
Solución
Esta fuerza actúa a una distancia del eje ,estando medida esta distancia sobre el plano al que pertenece el área CD.
Bibliografía
Ranald V. Giles. (1969). Mecánica de los Fluidos e Hidráulica. Colombia: McGraw-Hill.
https://www.uclm.es/area/ing_rural/Hidraulica/Temas/Tema2.pdf
http://unipazcartermecanicadefluidos.blogspot.mx/2014/04/centroide-areas-y-momentos-de-inercia.html