Presentacin de PowerPoint

HIDRULICA BSICAAMAYRANI PULIDO MONTEROWENDY HERNNDEZ VIERALEONOR CHVEZ RAMREZUNIDAD I: HIDROSTTICADANIEL CARIO FERNNDEZ ORLANDO HERNNDEZ MARTNEZ ING. RIQUER TRUJILLO JUAN MANUEL

ING. CIVIL SEMESTRE:5 GRUPO: C HIDROSTTICALa esttica de fluidos estudia las condiciones de equilibrio de los fluidos en reposo, y cuando se trata slo de lquidos, se denomina hidrosttica. Se fundamenta en leyes y principios como el de Arqumedes, Pascal o la paradoja hidrosttica de Stevin entre otros; mismos que contribuyen a cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos, y al estudio de sus caractersticas generales.PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Densidad

Es la cantidad demasa por unidad de volumende una sustancia. Se utiliza la letra griega [Rho] para designarla. La densidad quiere decir que entre ms masa tenga un cuerpo en un mismo volumen, mayor ser su densidad.

= masa/volumen

La unidad de densidad en el S.I. es el kg/m3.Ejemplog=W /Vol

Un litro de aceite lubricante medio pesa aproximadamente 905 gr., entonces el peso especfico o volumtrico de este aceite es de 905 gr/l bien, 0.905 kg/m3.Densidad, masa especfica o masa volumtrica ( r ) Se define como la masa o materia que est contenida en la unidad de volumen.La viscosidad es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones.VISCOCIDADPresin hidrostticaLa presin hidrosttica es aquella que origina todo lquido sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene. Esto se debe a la fuerza que el peso de las molculas ejerce sobre un rea determinada; la presin aumenta conforme es mayor la profundidad.TENCION SUPERFICIAL

La tensin superficial es responsable de fenmenos como la resistencia que presenta un lquido a la penetracin de su superficie, de la tendencia a la forma esfrica de las gotas de un lquido, del ascenso de los lquidos en los tubos capilares y de la flotacin de objetos u organismos en la superficie de los lquidos. Dispositivos de medicin para presiones hidrostticas Existen dispositivos para la medicin de las presiones producidas por un liquido en reposo y son llamados comnmente MANOMETROS.

Manmetros Simples Manmetros Diferenciales Manmetros Simples Barmetro : Es un dispositivo para medir la presin atmosfrica local; consiste en un tubo de vidrio lleno de mercurio , con un extremo cerrado y el otro abierto , sumergido dentro de un recipiente que contiene dicho elemento.

Manmetros Simples Tubo pizomtrico: El tubo pizomtrico se utiliza para medir presiones estticas moderadas de liquido que fluye dentro de una tubera .

Manmetros Diferenciales Manometro diferencial abierto: consiste en un tubo transparente en forma de U, parcialmente lleno de un liquido pesado (mercurio) .Empuje hidrosttico: principio de Arqumedes.Los cuerpos slidos sumergidos en un lquido experimentan un empuje hacia arriba. Este fenmeno, que es el fundamento de la flotacin de los barcos, era conocido desde la ms remota antigedad, pero fue el griego Arqumedes quien indic cul es la magnitud de dicho empuje. De acuerdo con el principio que lleva su nombre, todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un lquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de lquido desalojado.

Si consideramos un cilindro sumergido en un depsito de agua, la fuerza de empuje que sufrir es la resultante de las dos fuerzas que ejerce el lquido sobre las caras superior e inferior del cuerpo sumergido: E = F2 F1.

Empuje hidrostticoEl empuje hidrosttico es la fuerza resultante debido a la presin hidrosttica que acta de manera perpendicular sobre una rea determinada; dicha rea puede ser plana o curva. Se identifican dos elementos claves, primero, el centro de gravedad del rea y segundo, el centro de presiones del empuje hidrostticoResultante de la cua de presionesUna superficie plana de rea A, colocada horizontalmente a una profundidad h en el seno de un lquido, est sujeta a una presin hidrosttica ( p=h ) constante en toda la extensin de su rea. Esta presin se puede representar como un conjunto de fuerzas distribuidas uniformemente en toda el rea. A esta representacin se le conoce como diagrama o cua de presiones, tal como se muestra en la figura siguiente:

diagrama de presiones presionesEn este caso particular, el centro de presiones (CP), que se alinea con el centro de gravedad del diagrama de presiones, coincide con el centro de gravedad (CG), de la superficie horizontal.Ntese que el producto hA es igual al volumen de la cua de presiones y que al multiplicar por el peso especfico del lquido se obtiene el peso de esta cua. Por lo tanto, se puede decir que el empuje es equivalente al peso de la cua de presiones.

En este caso el empuje, pasa por el centro de gravedad del diagrama de presiones pero no coincide con el centro de gravedad de la superficie plana (CG), sino que se aplica en un punto diferente al que se le conoce como centro de presiones (CP ). Cuando la superficie plana sumergida en el seno de un lquido se coloca en una posicin diferente a la horizontal, las presiones que actan sobre ella no tienen el mismo valor en todos sus puntos, ya que son mayores en los puntos de mayor profundidad. En este caso, el diagrama de presiones es como se muestra en la figura siguiente:

Centro de presionesSe denomina centro de presin de un cuerpo al punto sobre el cual se debe aplicar la resultante de todas las fuerzas ejercidas por el campo de presin sobre ese cuerpo para que el efecto de la resultante sea igual a la suma de los efectos de las presiones.

Se trata de un concepto que no necesariamente ha de coincidir con el centroide geomtrico, el centro de masas o el centro de gravedad

PROBLEMA 1PROBLEMA 2Determinar que se necesitara emplear para elevar la compuerta mostrada en la fig. con los sig. Datos: W= 300 kg (peso de la compuerta) b= 1.50 m L= 2 m h= 4 m = 0.10 (coeficiente de friccin)Solucin:La posicin del centro de presin se determina de la sig. FormaF= w S= 1000 kg/m3 5m 3m2= 15 000 kgFuerza de friccin = 15000kg0.10= 1 500 kgFuerza para levantar la compuerta= W + : 1500 + 300= 1800 Kg

Esta fuerza es necesaria para poner en equilibrio las fuerzas que se oponen a que la compuerta sea levantada, es necesario por supuesto un pequeo aumento para levantarlaEmpujes en superficies planas y curvasFlotacin

Cuando un cuerpo se sumerge total o parcialmente en un fluido, una cierta porcin del fluido es desplazado. Teniendo en cuenta la presin que el fluido ejerce sobre el cuerpo, se infiere que el efecto neto de las fuerzas de presin es una fuerza resultante apuntando verticalmente hacia arriba, la cual tiende, en forma parcial, a neutralizar a la fuerza de gravedad, tambin vertical, pero apuntando hacia abajo. La fuerza ascendente se llama fuerza de empuje o fuerza de flotacin y puede demostrarse que su magnitud es exactamente igual al peso del fluido desplazado.

Principio de ArqumedesEl principio de Arqumedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen de liquido desalojado.El punto de aplicacin de dicho empuje coincide con el centro de gravedad del volumen desalojado y se conoce como centro de flotacin o de carena

El principio de flotacin es la base del hidrmetro, aparato utilizado para medir el peso especifico de un liquido.Consiste en un tubo de vidrio cuya seccin transversal tiene un rea a cerrada en su extremo superior y que su extremo inferior remata en un bulbo lastrado de volumen con objeto de que su centro de gravedad sea lo mas bajo posible y el hidrmetro flote verticalmente.

Ejemplo:Problema; una pieza de oro plata aleados en cierta ley, pesa 53.96g fuera del agua y 50.7g dentro de ella si el peso especifico del /cm3 y el de la plata 10.3, determinar los porcentajes a los que se an ligado dichos metales.Solucin:El peso especifico del agua a 4c es de 1 g/cm3 y de acuerdo con la ec . El volumen de la pieza es v=53.96 -50.70 = 3.26 cm3; su peso especifico x, de oro puro de la pieza resulta de planear la ecuacin 19,.25x + 10.3( 1 x )= 16.55. se obtiene x=0.70, es decir 70% de oro y 30 % de plata.

Condiciones de los cuerpos en flotacinEl equilibrio de un cuerpo flotante se clasifica en tres tipos:Estable; fuerza actuante Por ejemplo el empuj del oleaje o del viento-origina una inclinacin lateral , pero cuando aquella cesa del cuerpo vuelve a su posicin original. Este tipo de equilibrio lo tienen los cuerpos de centro de gravedad bajoInestable; la fuerza actuante origina el volteo brusco del cuerpo el cual despus recupera una posicin mas o menos estable. Este equilibrio lo tienen aquellos cuerpos cuyo centro de gravedad es alto. indiferente: la fuerza actuante origina un movimiento de rotacin continua dl cuerpo, cuya velocidad es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza y cuya duracin es la misma que la de dicha fuerza. Este tipo de equilibrio lo poseen cuerpos cuya posicin de flotacin es indiferente con su eje longitudinal en la direccin horizontal