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    Practica 04

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    ISAEL ESAU RIVAS PACHECO
    Este documento presenta 9 problemas relacionados con fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas y curvas sumergidas en un fluido. Los problemas involucran calcular fuerzas, centros de presiones y momentos sobre diversas estructuras como ventanas, compuertas, puertas y diques sumergidos en agua a diferentes profundidades y configuraciones geométricas. Se pide resolver cada problema de forma ordenada usando procedimientos, diagramas y cálculos.

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    Asignatura: Mecánica de Fluidos

    Tarea N° 2 Grupal
    Tema: Fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas y curvas
    sumergidas

    Apellidos : ………………………..…………….
    Sección: ………………………..………………... Nombres :
    Fecha: .......... /……/2023 00 Duración:
    Docente : Mg Elías GONZALES NAVARRO Tipo de Práctica: Individual ( ) Equipo (X )

    Instrucciones:Resuelva cada problema en forma ordenada con procedimientos completos, diagramas y


    cálculos pertinentes.

    I. Resolver

    2.1. Calcula la magnitud de la fuerza sobre la ventanilla de observación de vidrio, de


    1m de diámetro, de un Deep Submergence Vehicle en la profundidad del Océano
    Pacífico, que se encuentra a 10 400 m por debajo del nivel del mar.

    2.2. Una compuerta rectangular de 1,8 m de longitud y de 1,2 m de altura, está colocada
    verticalmente con el centro de gravedad a 2,1 m debajo de la superficie del agua.
    Determina la fuerza hidrostática y el centro de presiones, sobre dicha superficie,
    debido al agua.

    yCP hCG

    G
    FR
    Asignatura: Mecánica de Fluidos

    2.3. Una compuerta circular de 3 m de diámetro, tiene su centro de gravedad a 2,5 m


    debajo de la superficie del agua, y descansa sobre un plano con pendiente de 60°.
    Determina la fuerza hidrostática y el centro de presiones, sobre la compuerta debido
    al agua.

    2.4. Una puerta que tiene la forma que se muestra en la figura, se ubica en el lado vertical
    de un tanque abierto que contiene agua. La puerta está montada sobre un eje
    horizontal. a) Cuando el nivel del agua se encuentre en la parte superior de la
    compuerta, determine la magnitud de la fuerza del fluido en la parte rectangular de
    la compuerta sobre el eje y la magnitud de la fuerza del fluido en la porción
    semicircular de la compuerta debajo del eje. b) Para esta misma profundidad de
    fluido, determine el momento de la fuerza que actÚa sobre la parte semicircular de la
    compuerta con respecto a un eje que coincide con el eje.

    2.5. Una puerta que tiene la sección transversal mostrada en la fig. tiene
    4 ft de ancho y está articulado a C. La compuerta pesa 18000 lbf, y
    Asignatura: Mecánica de Fluidos

    su centro de masa es de 1,67 ft a la derecha del plano BC. Determine la reacción


    vertical en A en la compuerta cuando el nivel del agua esté a 3 ft por encima de la
    base. Toda la superficie de contacto es lisa.

    2.6. La cara inclinada AD del tanque de figura mostrada, es una superficie plana que
    contiene una puerta ABC, que se articula a lo largo de la línea BC. La forma de la
    puerta se muestra en la vista de plano. Si el tanque contiene agua, determine la
    magnitud de la fuerza que el agua ejerce sobre la compuerta.

    Articulación
    Agua
    2 ft

    30°
    4 ft

    y  4x2

    2.7. Una compuerta curva de 4 m de longitud está ubicada en el lado de un depósito que
    contiene agua, como se muestra en la figura.
    Asignatura: Mecánica de Fluidos

    Determine la magnitud de las componentes horizontales y verticales de la fuerza


    hidrostática del agua en la compuerta. ¿Pasará esta fuerza por el punto A? Explique.

    6m

    A
    2m

    Puerta

    2.8. La puerta de 20 pies de largo de la figura es un cuarto de círculo y tiene bisagras en


    H. Determine la fuerza horizontal P, requerida para mantener la puerta en su lugar.
    Desprecie la fricción en la bisagra y el peso de la puerta.

    6 ft
    Agua

    Puerta

    Articulación
    Asignatura: Mecánica de Fluidos

    2.9. El dique de hormigón (peso específico = 150 lbf / ft3) de la figura, tiene una superficie
    curva y restringe el agua de mar a una profundidad de 24 ft. La traza de la superficie
    es una parábola como se ilustra. Determine el momento de la fuerza del fluido (por
    unidad de longitud) con respecto a un eje a través de la base del pie (punto A).

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