PRACTICA N 5FUERZAS SOBRE UNA SUPERFICIE PLANA (COMPUERTA INCLINADA)

1. INTRODUCCIN.-En esta prctica sobre compuertas .El conocimiento y el anlisis de las diferentes fuerzas actuantes en las superficie tanto planas, curvas e inclinada y otros es muy importante y que de ello depender la correcta construccin de diques u otras estructuras en las cuales intervienen la fuerza de los fluidos. En este caso tomaremos en cuenta una compuerta inclinada II.- OBJETIVOS GENERALES Aplicar conceptos bsicos de fsica hidrosttica para la determinacin de varias fuerzas que actan sobre una compuerta inclinada

III.-OBJETIVOS ESPECFICOS

Determinar analticamente la altura de agua que es necesaria para abrir la compuerta Determinar experimentalmente la altura del agua que es necesario para abrir la compuerta Determinar en base a alturas calculadas los errores o porcentaje de error cometido

IV.- FUNDAMENTO TERICO.-

Fuerza sobre una superficie plana.-Las fuerzas que actan sobre superficies sumergidas son paralelas y su resultante se aplica sobre un punto llamado centro depresinPeso.-Es la cantidad que pesa un cuerpo, es decir, la fuerza con la que el cuerpo es atrado hacia la tierra por la accin de la gravedad. Su smbolo es w. El peso est relacionado con la masa y la aceleracin debida a la gravedad, g. w=mgPeso.-

Peso de la compuerta:

Fuerza horizontal:

Altura terica:

Reajuste de altura al centro de gravedad:

Centro de gravedad.- El centro de gravedad es el punto de aplicacin de la resultante de las fuerzas de gravedad que actan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.Centro de presin.-La presin crece linealmente con la profundidad, por lo que el punto de aplicacin de la fuerza resultante estar situado a mayor profundidad que el centroide de la superficie plana considerada. Presin hidrosttica .-Es la fuerza por unidad de rea que ejerce un lquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido , como esta presin se debe al peso del lquido esta presin depende de la densidad ,gravedad y la profundidad del lugar donde medimos la presin. Compuerta inclinada.- Una Compuerta es una placa mvil, plana o curva, que al levantarse, forma un orificio entre su borde inferior y la estructura hidrulica (presa, canal, etc.) sobre la cual se instala, y se utiliza en la mayora de los casos para la regulacin de caudales, y como emergencia y cierre para mantenimiento en los otros.Peso especfico.- La gravedad especfica es el cociente de la densidad de una sustancia entre la densidad del agua.

V.- DESCRIPCION DE LA PRCTICA.- Estabilizar el equipo Medir las dimensiones del tanque (altura, base, ancho, etc.) Determinar el dimetro de la compuerta Llenar cierta cantidad de agua al tanque y observar la fuerza hidrosttica sobre la compuerta

VI .- MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

Regla Flexmetro Agua Balde Equipo de compuerta circular inclinada plana

VII.- ESQUEMA DE LA PRCTICA.-

VIII.- CALCULOS.-

Datos:

m= 1746.42 gr

Ecuaciones.

Peso.-

Peso de la compuerta:

Fuerza horizontal:

Altura terica:

Reajuste de altura al centro de gravedad:

Determinacin de ngulos:

m

B 5,5 7,8 8,3

C A

En ABC,

Con la ley de los csenos:

A= 55,2811B= 99,9931C= 51,9800

En BCD,Con la ley de los csenos

D= 100,00130b = 39,09817c = 60,90

Correccin de angulos :

Cos =

K= cos(55,28) 8,3 =5,362cm

F F1

B 5,362 5,5 7,8 8,3

;

F *5,362 = F1 * 5,5

F1 = 1.67 kgf

Calculo de la altura hc

F1 = hc*

1.67 = hc * 1000 kg/ m3 * 1 m3/ 1003 cm3 (* 5.252 cm2)

hc = = 19,28 cm

calculando h

cos =

= arcos 28,2

= 49,80 20

14,15 h

sen =

h=9,97cm

donde:

Hc = hc+ h Hc = 19,28 + 9,97

Hc = 29,17 cm

Calculo de error

e% =

IX.- CONCLUSIONES: Llegamos a la conclusin : Que la altura terica en comparacin de la altura experimental es mayor debido a que la altura experimental fue medida cuando hubo una descarga de una cierta cantidad de agua El margen de error entre la altura terica y experimental es el 11% debido a la variacin de dichas alturas La compuerta se abre mediante las leyes de newton y la ecuacin fundamental de la hidrosttica.

X.- BIBLIOGRAFA.-

http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Medicion_de_Caudalhttp://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htmhttp://www.igme.es/actividadesigme/lineas/HidroyCA/publica/libros2_TH/art2/pdf/teoriahttp://dikoin.com/catalogos/equiposdidacticos/fundamentos_mecanica_fluidos/banco_hidraulico/

Libro de Mecnica de fluidos, Shaum