Hidraulica

! Problemas. Estática. Fuerzas sobre superficies y cuerpos cerrados

Determinar la fuerza resultante debida a la acción del agua sobre: 1.- La superficie plana rectangular AB de medidas 3m. por 6m. 2.- El área triangular CD de 4m. de base y 6m. de altura.

La compuerta rectangular AB de la figura, articulada en el punto superior A, se mantiene cerrada por un peso que actúa en la compuerta. La compuerta tiene 120 cm. de ancho y 90 cm. de largo. El centro de gravedad resultante de la compuerta y el peso están en G, siendo 1000 kg. el peso combinado de ambos. Hallar la altura h del agua que originará la apertura de la compuerta.

José Agüera Soriano, Profesor Emérito de la Universidad de Córdoba

× 7 × 6) − (9790)(π /4)(2) (6) 184537 =La638000 (b)en su extremo C y su anchura es de 3 m. Nde laAns. compuerta BC figura gira 2

Calcular la fuerza horizontal P aplicada en B para mantener la compuerta estacionaria.

BC in d the he gate paper

ent of 3

Fig. P2.86

N/m )(1 m)[(2 m)(3 m)] = 58,740 N

El cilindro de la figura de 2 m. de diámetro pesa 2.500 kg y tiene una longitud de 1,50 m. Determinar las reacciones en A y B despreciando el rozamiento.

! Problemas. Estática. Fuerzas sobre superficies y cuerpos cerrados

Un tanque de fuel horizontal de sección transversal circular de diámetro 2,6 m. y longitud 9,6 m. se halla totalmente lleno de fuel de densidad 900 kg/m3. La presión exterior del tanque es la atmosférica. Calcular la fuerza total en módulo y dirección que ejerce el fluido en la mitad del tanque ABC

Un cilindro de madera de roble (de densidad 800 kg/m3) de 1 m de longitud y 1 cm2 de sección, se halla flotando parcialmente sumergido en agua dulce, suspendido por uno de sus extremos de un hilo a una altura h = 225 mm, tal como se muestra en la figura. Calcular: a) La longitud de la parte sumergida y el ángulo que forma el cilindro con la horizontal. b) La fuerza de empuje que ejerce el agua sobre el cilindro. c) La tensión en el hilo.

Dos esferas, ambas de 1,5 m. de diámetro, pesan 8 y 24 kN respectivamente. Están unidas por una cuerda y colocadas en el agua como se muestra en la figura. Calcular: 1.- La tensión de la cuerda y porción de volumen de la esfera mas ligera que se encuentra por encima del nivel del agua. 2.- El peso de la esfera mas pesada para que la mitad de la esfera mas ligera esté por encima del agua.

¿Qué nivel de agua H debe haber para que la compuerta de la figura, de la que despreciaremos su masa, gire sobre su eje O?

! Problemas. Estática. Fuerzas sobre superficies y cuerpos cerrados

La figura muestra un depósito cilíndrico de 6,25 mm. de espesor y contiene agua. Calcular: 1.- La fuerza sobre el fondo. 2.- La fuerza sobre el anillo MM. Peso del agua 3.- El esfuerzo de la tensión longitudinal (vertical) en las paredes laterales BB si: 3.1.- el depósito está suspendido desde la parte superior. 3.2.- el depósito está apoyado en el fondo. Despreciar el peso del depósito

El agua alcanza el nivel E en la tubería unida al depósito ABCD que se muestra en la figura. Despreciando el peso del depósito de la tubería de elevación, calcular: 1.- La fuerza resultante que actúa sobre la cara AB de 2,4 m. de anchura. 2.- La fuerza total sobre el fondo del depósito. 3.- Comparar el peso total del agua con la resultante obtenida en 2 y explicar la diferencia.

Determinar la fuerza y su posición debida a los fluidos que actúan en la compuerta de la figura.

El depósito mostrado en la figura tiene 3 m. de longitud, y el fondo inclinado BC tiene 2,5 m. de anchura. ¿Qué profundidad de mercurio dará lugar a un momento respecto de C, con la acción de los dos líquidos, igual a 14000 mKp en el sentido de las agujas del reloj?

! Problemas. Estática. Fuerzas sobre superficies y cuerpos cerrados

Una barrera cilíndrica detiene agua tal y como se muestra en la figura. El contacto entre la pared y el cilindro es liso. El radio del cilindro es de 2 m. Calcular: 1.- La fuerza por metro que lo empuja contra la presa 2.- El peso del cilindro por metro de longitud 3.- La densidad relativa del cilindro.

La compuerta BC tiene 2 m de anchura y está articulada en B. La lectura del manómetro M es - 0,2 kp/cm2. Se pide: 1. ¿Cuánto vale la presión en el fondo AC? 2. Presión en el centroide de la compuerta BC por el lado en contacto con el agua. 3. Presión en el centroide de la compuerta BC por el lado en contacto con el aceite. 4. ¿Qué fuerza (valor y dirección) debe aplicarse en C para que la compuerta BC se mantenga en la posición indicada en el dibujo?

Calcular el momento necesario para mantener la compuerta cerrada. La compuerta mide 2 m x 2 m.

! Problemas. Estática. Fuerzas sobre superficies y cuerpos cerrados

Hallar la componente horizontal y vertical de la fuerza ejercida por el fluido situado a la izquierda del cilindro horizontal, cuando: 1.- El fluido es un gas contenido en un depósito a presión de 35 kN/m2. 2.- El fluido es agua con una superficie libre coincidente con el punto mas alto del cilindro. Suponer en ambos casos que a la derecha del cilindro hay presión atmosférica

Calcular el mínimo valor de h necesario para conseguir mantener cerrada la compuerta de la de 1 m. valor de anchura perpendicularmente al plano del dibujo). Calcularfigura el mínimo de h (medida necesario para conseguir mantener cerrada la

compuerta de la figura de 1 m. de anchura (medida perpendicularmente al plano del dibujo).

Compuerta 5m

AGUA 3m

1m

AIRE

h

Eje de giro r

= 13.6

Las descargas de agua desde un estuario están controladas por una compuerta cuadrada de 1 m. de lado articulada en su tope superior. Cuando la compuerta está cerrada tiene una inclinación de 80º respecto a la horizontal. El peso de la compuerta se puede suponer uniformemente distribuido y con un valor de 3000 N. ! Si el nivel del agua en el lado del mar coincide con el de la articulación, determinar el incremento máximo △h del nivel del agua en el lado del río que la compuerta puede tolerar antes de abrirse.