Marco teorico fluidos

7
MARCO TEORICO. Presión: la presión es una fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. Fuerza hidrostática: una vez determinada la manera en que la presión varia en un fluido en estado estático podemos buscar la fuerza sobre una superficie sumergida, provocada por las distribuciones de presión, en un líquido en equilibrio estático. Esto implica que debemos especificar la magnitud de la fuerza, la dirección de la fuerza y la línea de acción de la fuerza resultante. Para calcular una fuerza hidrostática sobre un cuerpo hay que tener en cuenta el área del dicho cuerpo y la distribución der presiones sobre esa área. Esa fuerza hidrostática será la fuerza resultante sobre un cuerpo. 1). Fuerza ejercida por un líquido sobre una superficie plana. La fuerza ejercida por un líquido sobre una superficie plana es igual al producto del peso específico del líquido por la profundidad del centro de gravedad de la superficie y por el área de la misma. Esto es: Se observa que el producto del peso específico por la profundidad del centro de gravedad de la superficie es igual a la presión en el centro de la gravedad del área. 2). Fuerza ejercida por un líquido sobre una superficie inclinada. Sobre la superficie debido a la acción de la presión hidrostática, aparecerá una fuerza normal a la misma. L a presión hidrostática depende de la profundidad que tenemos. En la siguiente figura se indica una superficie plana por la

description

teoría sobre fuerza hidrostática sobre superficies curvas

Transcript of Marco teorico fluidos

MARCO TEORICO.Presin: la presin es una fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.Fuerza hidrosttica: una vez determinada la manera en que la presin varia en un fluido en estado esttico podemos buscar la fuerza sobre una superficie sumergida, provocada por las distribuciones de presin, en un lquido en equilibrio esttico. Esto implica que debemos especificar la magnitud de la fuerza, la direccin de la fuerza y la lnea de accin de la fuerza resultante.Para calcular una fuerza hidrosttica sobre un cuerpo hay que tener en cuenta el rea del dicho cuerpo y la distribucin der presiones sobre esa rea. Esa fuerza hidrosttica ser la fuerza resultante sobre un cuerpo.1). Fuerza ejercida por un lquido sobre una superficie plana.

La fuerza ejercida por un lquido sobre una superficie plana es igual al producto del peso especfico del lquido por la profundidad del centro de gravedad de la superficie y por el rea de la misma. Esto es:

Se observa que el producto del peso especfico por la profundidad del centro de gravedad de la superficie es igual a la presin en el centro de la gravedad del rea.2). Fuerza ejercida por un lquido sobre una superficie inclinada.Sobre la superficie debido a la accin de la presin hidrosttica, aparecer una fuerza normal a la misma. L a presin hidrosttica depende de la profundidad que tenemos. En la siguiente figura se indica una superficie plana por la lnea A B, esta se encuentra inclinada grados desde la horizontal. Lo que se busca con esto es la magnitud, direccin y lnea de accin de la fuerza resultante debida al lquido, que acta sobre un lado del rea..Donde la fuerza hidrosttica se calcula con la siguiente formula:

F=*hCDG*A, donde a hCDG le llamamos la profundidad del centro de gravedad de la superficie sumergida.Las coordenadas del centro de presiones pueden ser calculadas con las siguientes ecuaciones: .3). Fuerza ejercida por un lquido sobre una superficie curva.La fuerza hidrosttica es la fuerza total ejercida por un fluido (lquido o gas) sobre un placa vertical, inclinado o curva que est dentro de un deposit que contiene fluidos.La presin de un fluido ejerce una fuerza sobre cualquier superficie sobre la que este en contacto. La presin depende de la profundidad por eso la presin est definida como (P= w*hcg). Tambin debemos saber que la presin es un escalar, pero la fuerza que crea contra las paredes es un vector, tiene direccin perpendicular a la superficie. La fuerza resultante de la presin sobre superficies curvas sumergidas no puede calcularse con las ecuaciones desarrolladas para la fuerza de la presin sobre superficies planas sumergidas, debido a las variaciones en direccin de la fuerza de la presin. Sin embargo la fuerza resultante de la presin puede calcularse determinando sus componentes horizontales y verticales. Las fuerzas ya que actan de manera normal a estas superficies curvas, la resultante es muy complicada de calcular por las diferentes direcciones, pero descomponindolas resulta muy fcil calcular (ver figura).

CALCULO DE LAS COMPONENTES DE LA FUERZA APLICADA SOBRE UNA SUPERFICIE CURVA.a.) COMPONENTE HORIZONTAL: el clculo de la componente horizontal es algo parecido de las superficies plana, con la diferencia que ac utilizamos el rea proyectada.

FH=, donde Hg viene a ser la distancia de la superficie al centro de gravedad de la superficie plana proyectada.

Punto de aplicacin de la fuerza de la componente horizontal.Este punto est representado por la ecuacin:hFH=(Icg/Hcg*Aproyectada)+Hcg . Ver la figura de abajo.

b) COMPONENTE VERTICAL: Es igual al peso del fluido (real o imaginario) ubicado por encima de la superficie curva.Fv=().Donde Vol viene a ser el volumen del fluido por encima de la superficie curva, hasta la superficie del fluido. La line de accin de la fuerza vertical pasa por el centro de gravedad de volumen considerado..Momento de fuerzaEnmecnica newtoniana, se denominamomento de una fuerza(respecto a un punto dado) a unamagnitudHYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Vector_axial" \o "Vector axial" (pseudo)vectorial, obtenida como producto vectorial del vector de posicin del punto de aplicacin de la fuerza (con respecto al punto al cual se toma el momento) por el vector fuerza, en ese orden. Tambin se denominamomento dinmicoo sencillamentemomento

Ocasionalmente recibe el nombre detorquea partir del trmino ingls (torque), derivado a su vez del latntorque (retorcer).

El momento de una fuerzaaplicada en un punto P con respecto de un punto O viene dado por elproducto vectorialdel vectorpor el vector fuerza; esto es,

Dondees el vector que va desde O a P. Por la propia definicin delproducto vectorial, el momentoes un vector perpendicular al plano determinado por los vectoresy.

El momento de una fuerza con respecto a un punto da a conocer en qu medida existe capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para cambiar el estado de la rotacin del cuerpo alrededor de un eje que pase por dicho punto.El momento tiende a provocar una aceleracin angular (cambio en la velocidad de giro) en el cuerpo sobre el cual se aplica y es una magnitud caracterstica en elementos que trabajan sometidos atorsin(como los ejes de maquinaria) o aflexin(como lasvigas).

Representacin de fuerzas:se puede entender por fuerza toda accin sobre un objeto que tiende a modificar el estado de reposo o movimiento de dicho objeto, o que puede deformarlo de forma permanente o transitoria. Una fuerza produce diferentes efectos sobre un cuerpo, segn sea la direccin y el sentido en que se apliquen.Suma y resta de fuerzas:las que tienen la misma direccin y sentido, se suman, mientras que las que tienen la misma direccin pero sentido contrario se restan. En el caso de que las fuerzas no tengan la misma direccin, hay que realizar una pequea composicin, consistente en colocar el principio de un vector en el final del anterior, la fuerza resultante el vector que va desde el inicio del primero al final del ltimo.