Guia 04 - Superficies Curvas

 

Mecánica de Fluidos I

C02‐10 HOJA DE PROBLEMAS NO. 4. FUERZAS HIDROSTÁTICAS HIDROSTÁTICAS SOBRE SUPERFICIES SUPERFICIES CURVAS 

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Calcular la fuerza F nec necesaria esaria para m antener antener la compuert compuerta a de la figura en posición cerrada; si R es 40 cm.. LLa a anchura de la compuerta normal al dibujo es 1.2 m La compuerta que de la fig, contr controla ola un verte vertedero dero de una presa, tiene un radio de 8 m y una una anchura de 10 m. Estando la compuerta completamente cerrada, calcular: a) Fuerza total del agua sobre la compuerta y su dirección b) Sabiendo que la compuerta tiene una masa de 100 kN, que su centro de masa es A y la distancia AO vale 5 m., determinar la fuerza que tiene que realizar el pistón hidráulico situado en el centro de la compuerta para comenzar a abrirla. 3 El ttapón apón ccónico ónico de densidad densidad 2000 kg/m cierra el agujero/del deposito con agua a 20°C de la fig. Para la posición mostrada determine la fuerza necesaria F para levantar el tapón. R= 10 cm, H= 10 cm. Determine el peso es especifico pecifico del cilindro de 1.2 m de longitud y 1m de radio, que se usa para mantener cerrada cerrada la compuerta del tanque lleno de agua a 20°C de la fig. El cilindro tiene bisagra en A. La presión que marca el manómetro es de 14 kPa. La compuerta AB de la fig, tiene forma de tres oct octavos avos de circulo, un ancho de 3 m y esta articulada en B y se apoya sobre la pared en A. Calcule: a)La magnitud y localización de las componentes horizontal y vertical vertical de la fuerza resultante sobre la superficie ccurva; urva; b)fuerzas de reacción en los puntos A y B. Existen cuatro ccompartimentos ompartimentos completamente separados unos de otros. Un cu cuarto arto de esfera( esfera( diámetro = 2 pies) reside en cada cada uno de los compartimentos tal como se muestra. Fig. Si las lecturas de los manómetros son: P 1= 5 psi; P 2= 10 psi y P 3= 13 psi encuentre: a) La fuerza vertical neta b) La fuerza horizontal neta En la compuert compuerta a de la fi figura, gura, de 1 m de anchura, determi determinar: nar: a) Resultante y línea de aplicación de las fuerzas fuerzas horizontales, b) Resultante y línea de aplicación de las fuerzas verticales y c) Momento respecto al eje  O. Tres compuertas de peso insignificante sse e usan para ccontener ontener el agua e en n un canal de ancho b como como se muestra en en la fig. La fuerza de la compuerta contra el bloque para la compuerta b es R. Determine en términos de R la fuerza contra los bloques para las otras dos compuertas. La compuerta curva BC de lla a fig , tiene un arco de 60° y es per perpendicular pendicular al fondo en el punto C donde tiene tiene la bisagra. Si el panel panel tiene un ancho de 4 m, determine: a)las magnitudes de las componentes horizontal y vertical de la fuerza hidrostática sobre el panel y b) la magnitud de la fuerza horizo horizontal ntal mínima que es necesario aplicar en B para que la compuerta no se abra. Hallar las componentes vertical y horizontal, valor y punto de aplicación, sobre la compuerta de la figura cuyo perfil responde a la ecuación de una parábola y una longitud perpendicular al papel de dos metros. El líquido que retiene la compuerta tiene un peso 3 especifico de 9000 N/m . El cilindro de la figura de 1.8 m. de diámetro pesa 2450 daN y tiene una longitud de 1.5 1.5 m., normal al dibujo. Determinar las reacciones en  A y  B despreciando rozamientos. Una compuerta radial cierra la apertura lateral A del recipiente; consta de dos partes que tiene un radio R1 = R 2= 1m y un ancho ancho b = 1 m. Determine a. La fuerza total resultante debido a la acción del agua sobre la compuerta y el momento M de esta fuerza con respecto al eje de la compuerta, el cual se encuentra localizado a la profundidad H = 2.5 m desde la superficie libre (T= 20°C) La superficie circular formada por el ccuarto uarto de cilindro con R = 0.750 m tal como se muestra en la fig. se utiliza para regular el volumen de agua (25°C). Para una profundidad H= 0.650 m y ancho de la superficie de 3.50 m determine: determine: a) magnitud y ubicación a partir de la superficie libre de componente horizontal de la fuerza hidrostática, b) a)magnitud y ubicación a partir del centro de componente vertical vertical de la fuerza hidrostática. hidrostática. Un tanque se e encuentra ncuentra dividido p por or una placa rígida EF e en n dos comparti compartimientos. mientos. Un bloque A se ajusta a la parte superior y un bloque B se ajusta a la inferior, tal como muestra mue stra la figura. Si los bloques A y B tienen 3 pies de ancho. Determine la fuerza horizontal y vertical neta neta causada por los fluidos sobre los bloques. Suponga T= 70 °F. 

Prob.3

Prob 2 Prob 1

 

Pr ob 4

Pr ob 6 Pr ob 5

Pr ob 8 Prob 7

Pr o b 1  1 

Pr ob 1

Pr ob 11

Pr ob 9

Pr ob 12

Pr ob 13 Pr ob 14 14