Hidraulica

 

UNIVERSIDAD NACIONAL “JORGE BASADRE GROHMANN”

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS 

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INFORME DE HIDRÁULICA EMPUJE Y EQUILIBRIO DE OBJETOS ASIGNATURA

: HIDRAULICA

FACULTAD

: INGENIERIA 

ESPECIALIDAD 

: INGENIERÍA DE MINAS 

INTEGRANTES

: - 2015-101040 - 2015-10142 

DOCENTE

: JULIO VARGAS PAÑAHUYA

SEMESTRE ACADÉMICO

: V CICLO 

AÑO DE ESTUDIO

: TERCERO 

AÑO ACADÉMICO

:2017  TACNA-2017

 

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DEDICATORIA Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la vida y permitirme el haber llegado hasta este momento tan importante de mi formación profesional. A mi madre, por ser el pilar más importante y por demostrarme siempre su cariño y apoyo incondicional sin importar nuestras diferencias de opiniones. A mi padre, estás conmigo siempre y aunque nos faltaron muchas cosas por vivir juntos, sé que este momento hubiera sido tan especial para ti como lo es para mí. A nuestro docente, por brindarnos su guía y sabiduría en el desarrollo de este trabajo.

 

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INTRUDUCCION

Poder comprobar con la teoría en las clases de hidráulica aplicada es lo que busca en cada clase. en esta oportunidad iniciamos con el tema de fuerzas de empuje y equilibrio de objetos, analizando el principio pr incipio de Arquímedes, que explica el empuje que hace un fluido sobre un objeto con cierta densidad y volumen. De esta manera, analizamos con algunas demostración y ejercicios los objetos de diferentes materiales (aluminio y madera) en forma (cilíndrica o rectangular) y aplicamos el principio de Arquímedes

 

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CAPÍTULO I MARTO TEORICO: PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido un  fluido en reposo, recibe un empuje un empuje de abajo hacia arriba igual al peso al peso del  del volumen del fluido que desaloja». desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, de Arquímedes,   y se mide en newtons en newtons (en el SIU) el SIU).. El principio de Arquímedes se formula así

Donde          

   



E= empoje m= masa g= gravedad (9.8 m/s2) l = densidad del liquido  = volumen del cuerpo sumergido

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado a)

El empuje es la fuerza resultante, de todas las fuerzas que aplica el líquido sobre el cuerpo, debido a la presión hidrostática

b)

El valor Pero del empuje es igual pesodesalojado del volumen líquido desalojado por el cuerpo. el volumen del al líquido esdel igual al volumen sumergido del cuerpo

 

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EQUILIBRIO

DE

OBJETOS

Consideremos, primer fuerzas una porción de sobre fluido en equilibrio con el resto de en fluido. La lugar, fuerzalas que ejercesobre la presión la presión del fluido la superficie de separación es igual a  p·dS, donde  p solamente depende de la profundidad prof undidad y dS es un elemento de superficie. Puesto que la porción de  de  fluido se encuentra en equilibrio,  equilibrio,  la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido.  A esta resultante resultante la denominamos denominamos empuje y su punto d de e aplicación es el centro centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.   De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple Empuje=peso= 

l..  

El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido r f f   por la aceleración de la gravedad g  y por el volumen de dicha porción V . 

Se sustituye la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.  Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es la misma y actúa en el mismo punto, denominado centro de empuje.  empuje.  Lo que cambia es el peso del cuerpo sólido y su punto de aplicación que es el centro de masa, que puede o no coincidir con el centro de empuje

Por tanto, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas: el empuje y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni están aplicadas en el mismo punto. En los casos más simples, supondremos que el sólido y el fluido son homogéneos y por tanto, coinciden el centro de masa del cuerpo con el centro de empuje

 

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CAPITULO II Resolución de problemas Considere un paralepipedo líquido de de densidad 1) Para examinar las fuerzassumergido debido a en la un presión, parte del líquido. líquido  al recipiente, tomamos por facilidad un cuerpo en forma de paralelepípedo

 

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2) Una esfera cuyo volumen es 2x10 -3m3  se encuentra en equilibrio en el fondo del recipiente que contiene agua .halle el empuje (en N ) sobre la esfera 

 

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3) Un gran bloque de corcho de 100 kg flota en agua salada de densidad  = 1090 /3  determine el empuje en (N) del agua sobre el corcho en equilibrio y volumen del cuerpo sumergido en m3 

 

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4) en una piscina de aguas tranquilas, un joven de 75 kg flota de tal manera que solo la nariz esta fuera del agua determine el volumen d dicho joven en litros (g=10m/s2) 

 

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5) un bloque de madera cuyas dimensiones son 20 cm 10 cm 16 cm flota en agua con sus superficie mayor horizontal. si su densidad  = 700/3  ¿Cuántos cm correspondientes a su altura se hunde?

 

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6) en un recipiente de 2 m2 de área en su fondo, se tiene inicialmente agua .si la superficie se deja un bloque de madera de 800kg y se observa que el nivel; del ah=gua aumenta en un 50% de altura inicial , hallar la cantidad de agua al inicio del experimento 

 

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7) un tronco de 8 m 3 de densidad de 780km/m3 se encuentra flotando e un lago cuya densidad es 1020kg/m 3. determine la parte del volumen en m 3 que flota en el agua 

 

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8) determine la fuerza que ejerce el bloque cubico de 10 cm de arista sobre; a superficie horizontal, la masa del cubo es 6 kg (g=10m/s 2) 

 

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9) dos esferas del mismo volumen y pesos A=20 N y B=50N se mantienen sujetas por un resorte de contante 20000Nm y se encuentra en equilibrio. ¿La deformación del resorte en mm es? 

 

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10) Si una corona de oro uro pees 16 N en el aire, determine su peso aparente en N cuando se sumerge en agua. considere densidad de oro 19x10 3kg/m3 

 

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11) Un bloque de un kg de aluminio densidad densi dad 2700kg/m3 está suspendido en una cuerda luego se sumerge por completo en un recipiente con agua. determine en cuanto disminuye la tensión en N en la cuerda cuerda 

 

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12) Una plataforma de 10 m2 de área y 0.5 de espesor flota en agua tal como de muestra en la figura A, determine la masa (m) en kg de la carga necesaria que debe ponerse sobre la plataforma para que flote en agua al cómo se muestra en la figura B

 

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13) Un globo de caucho  vacío tiñe una masa de 0.12kg. el globo se llena de 0.181/m3 y adopta la forma de un esfera de 0.5m de radio hallar helio ( = 0.181/ la tensión en N en cuerda que suspende al globo .   asumir que la densidad del aire es 1.3m 3 g=10m/s2

 

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14) La figura muestra un objeto de equilibrio si el peso del objeto es 20 N y su volumen 10-3m3. hallar la densidad del líquido (g/cm3)

 

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15)Un bloque cilíndrico de madera de radio 2cm y altura 10 cm, flota verticalmente entre dos capas, una de aceite y otra de agua, estando su cara inferior 2 cm por debajo de la superficie de separación. La densidad del aceite es 0.6 g/cm a) ¿Cuál es la masa del bloque? b) ¿Cuál es la presión manométrica en la cara inferior del bloque?

 

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16) Un bloque cubico de Madera de 10 cm. Por lado flota en la interfaz entre aceite y agua con su superficie a) ¿Qué presion manometrica hay en la superficie de arriba del bloque? inferior 1,5 cm. Bajo la interfaz (fig 14.32). La densidad del aceite es de 790 kg/m b) ¿y en la cara inferior c) ¿Qué masa y densidad tiene el bloque?

 

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17) Un bloque de 10 cm3 se deja en un líquido de densidad “ρ” y se observa que cuando alcanza el equilibrio, la cuarta parte del bloque queda fuera  del líquido. Cuando la misma masa se deja en otro  líquido cuya densidad es “1,5 ρ”, en el equilibrio, el volumen sumergido del bloque, en cm 3 , será

 

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18)Un bloque se encuentra sumergido totalmente en agua contenida en un recipiente cilíndrico que tiene una sección transversal de área 1,0 m2. Al retirar el bloque el nivel del agua desciende 5·10 -2 m, entonces la masa del bloque, en kg, es: 

 

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19) Un bloque de plomo de 2 kg de masa y densidad11,5 g/cm 3 es colocado en un recipiente con mercurio de densidad 13,6 g/cm3. La fuerza, en N, necesaria para mantener sumergido el bloque es aproximadamente: (g= 10 m/s2) 

 

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20) Un cilindro de madera, sólido y homogéneo de sección transversal 1 cm2 y 5 cm de altura, flota en agua tal como se muestra en la figura. ¿Qué volumen en m 3, tendrá una tonelada de ésta  madera? (Densidad del agua= 1 g/cm 2) 

 

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Bibliografía   https://es.slideshare.net/YaritLopezGutierrez/hidrostatica-ejercicios-

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resuletos   resuletos   EJERCICIOS DE REPASOUNIDAD II.- HIDROSTATICA TEMA: EMPUJE

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HIDROSTATICO (https://es.scribd.com/doc/89144685/EjerciciosEmpuje-Hidrostatico-Resuelto))  Empuje-Hidrostatico-Resuelto

  Bierman J, Kincanon E. Reconsidering Archimedes’ principle. The Physics

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Teacher, Vol 41, Setember 2003, pp. 340-344 

  problema 14.25 Sears Zemansky 

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