examen parcial hidrostatica

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
HIDRAULICA GENERAL
SEGUNDO EXAMEN PARCIAL PRÁCTICO
RESUELVA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS, CALCULE Y DIBUJE LO QUE SE LE PIDE. CADA
ELEMENTO A CALCULAR TIENE VALOR DE UN PUNTO Y CADA DIBUJO COMPLETO TIENE
VALOR DE UN PUNTO TAMBIEN.
1.- Si un objeto localizado a 2.5 m de profundidad en el mar recibe una presión hidrostática de 3.64
psi. Calcule la densidad del líquido (Justifique su respuesta). Dibuje el diagrama que representa la
situación.
2.- Calcule el diámetro que debe tener un recipiente para generar una fuerza igual a 250 kg, si se
encuentra unido a otro recipiente a través de un líquido cuya densidad es de 850 kg/m 3. El otro
recipiente tiene un diámetro de 10 cm y la fuerza que se aplica es de 20 kg.
3.- Una tabla de madera cuyas dimensiones son 10 cm x 2.5 m x 2.5 m, se colocará sobre el agua
con una densidad de 1000 kg/m3. El peso especifico de la tabla es de 8036 N/m3. Calcule el peso
máximo que se debe colocar sobre la tabla de modo que permanezca en equilibrio.
4.- Calcule la lectura en el manómetro diferencial abierto a la atmósfera (altura del mercurio),
considerando que la presión absoluta en la conexión del recipiente es de 3.579 psi. En el recipiente
existe agua y la altura de líquido sobre el mercurio es de 30 cm. Considere la presión atmosférica
igual a 710 mm de mercurio.
PBtm = 710 mm
Hg
PBtm = 710 mm
Hg
Pe1
A
Pabs = 3.579 psi
h1 = 30
cm
h2 = ¿?
Nivel de referencia
5.- Dos depósitos se encuentran conectados a través de un manómetro diferencial. El depósito A se
encuentra a una elevación de 3.9 pies respecto al nivel de referencia, mientras que el depósito B se
localiza a una elevación de 7.2 pies respecto al mismo nivel de referencia. El depósito A contiene
agua y el segundo depósito contiene otro líquido desconocido. La presión manométrica a la salida
del depósito A es igual a 17 psi, mientras que la presión manométrica a la salida del depósito B es
igual a 14 psi. Si la lectura en el manómetro diferencial es de 0.30 m de mercurio, estando la parte
más baja en el lado del depósito A y a una elevación de 350 mm. Para estas condiciones
determinar la densidad relativa del líquido contenido en el depósito B.
Pe3
Pe1
B
A
PB = 10 psi
PA = 17 psi
h4 = ¿? m
Elev = 3.9 pies
h1 = ¿? m
C
h2 = 350 mm
Nivel de referencia
D
h3 = 400 mm
h2 = 350 mm
Elev = 7.2 pies
6.- Calcule el tirante de agua que existe sobre una compuerta plana, vertical y rectangular.
Considerando que ésta tiene un ancho de 1.2 m y la altura del agua desde el fondo del dique hasta
la superficie libre del agua es de 2.5 m. El empuje que la compuerta recibe es de 3,700 kg. Calcule
el punto de presiones del Empuje hidrostático. Dibuje el diagrama que representa la situación.
7.- Calcule el Empuje hidrostático que se genera sobre una compuerta plana y vertical de forma
trapezoidal, donde la base mayor mide 80 cm y la base menor mide 60 cm. La altura de agua
coincide con la altura de la compuerta y es igual a 70 cm. Calcule el centro de presiones del
Empuje hidrostático. Dibuje el diagrama que representa la situación.
8.- Calcule el ángulo de inclinación con respecto al fondo del canal, que debe tener una pared plana
y rectangular para soportar un empuje de 1960 N, si el tirante aguas arriba de la compuerta es de
80 cm y aguas abajo es de 30 cm. Considere el ancho de la compuerta igual a 60 cm. Calcule el
centro de presiones del Empuje y dibuje el diagrama que representa la situación.
9.- Calcule la altura del tirante aguas arriba de la compuerta, si el tirante aguas abajo es de 40 cm y
el empuje que se genera de 50 kg sobre una compuerta plana rectangular e inclinada a 115° con
respecto al fondo del canal (aguas arriba de la compuerta). Considere el ancho de la compuerta
igual a 60 cm.
10.- Determine el Empuje horizontal, el Empuje vertical y el Empuje total que se genera sobre una
superficie curva (compuerta radial), de acuerdo a los datos que se muestran en el siguiente
diagrama. Calcule también los puntos de aplicación del Empuje horizontal y vertical. La altura de
agua sobre la pared curva es de 1.5 m y el radio de la compuerta coincide con la altura de la misma
y es igual a 2 m. El ancho de la compuerta es de 2.5 m. Realice el diagrama correspondiente.