FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL MECÁNICA DE FLUIDOS FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL PRÁCTICA 3:EAP FUERZAS SOBRE INGENIERIA HIDROSTÁTICAS CIVIL SUPERFICIES TEMA 1 : INTRODUCCION A LA MECANICA DE FLUIDOS DOCENTE: Thamy Pezet Cahuín Ing. Civil Email: [email protected] Ing. Mg. Thamy Lila Pezet Cahuin Ejercicios Resueltos ℎ𝑃 = 𝑦𝑃 sin 𝜃 ℎ𝐶 = 𝑦𝐶 sin 𝜃 𝐼𝐶 sin 𝜃 2 ℎ𝑃 = ℎ𝐶 + ℎ𝑐 𝐴 EJERCICIOS RESUELTOS 1. Panel ABC en el lado inclinado de un tanque de agua (que se muestra a la derecha) es un triángulo isósceles con vértice en A y base BC = 2 m. Encuentre la fuerza del agua en el panel y su línea de acción yp (𝜌h20=1000 kg/m3) EJERCICIOS RESUELTOS 3. Determinar las componentes horizontal y vertical de la fuerza debido al agua que actúa sobre la parte AB en forma de cilindro del tanque de la figura, cuyo ancho es 0.3 m (𝜌h20=1000 kg/m3) La fuerza horizontal Fx actúa como si la presa fuera vertical y de 1.2 m de altura: La fuerza vertical es el peso del fluido sobre la presa: EJERCICIOS RESUELTOS 4 . Determinar el módulo ejercida por el agua sobre la compuerta AB de la figura, sabiendo que tiene un ancho de 0.3 m, un radio de 1.8 m y la compuerta está articulada en C. La fuerza horizontal Fx actúa como si la presa fuera vertical y de 1.8 m de altura: La fuerza vertical es el peso del fluido sobre la presa: EJERCICIOS RESUELTOS 5. La presa en la figura es un cuarto de círculo de 50 m de ancho en el papel. Determinar los componentes horizontales y verticales de fuerza hidrostática contra la presa y el punto CP donde el resultante golpea la presa (𝛾h20=9790 N/m3) La fuerza horizontal actúa como si la presa era vertical y de 20 m de altura: EJERCICIOS RESUELTOS 6. El panel curvo BC es un arco de 60 °, perpendicular al fondo en C. Si el panel tiene 4 m de ancho, calcule la fuerza hidrostática resultante del agua sobre el panel EJERCICIOS RESUELTOS 7. Considere una presa de 1.5 m de altura y 4 m de ancho llena a toda su capacidad. Determine a) la fuerza hidrostática sobre la presa y b) la distancia desde el nivel de la superficie hasta el centro de presión del área (yp) Solución EJERCICIOS RESUELTOS 8. La profundidad del fluido es 15.5ft, calcule la fuerza total ejercida sobre la pared inclinada por la presión del aceite. También determine la ubicación del centro de presión yp y muestre la fuerza resultante sobre la pared. Peso especifico del aceite 78.50 lbf/ft3 9. Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la ubicación del centro de presión yp. Muestre la fuerza resultante sobre el área y dimensione claramente su ubicación. ( 𝜌h20=1000 kg/m3) EJERCICIOS RESUELTOS 10. Un cilindro solido largo de radio 0.8 m, articulado en el punto A se emplea como una compuerta automática, como se muestra en la figura. Cuando el nivel del agua llega a 5 m, la compuerta se abre girando en torno a la articulación en el punto A. Determine a) la fuerza hidrostática que actúa sobre el cilindro por m de longitud y su línea de acción cuando la compuerta se abre. ( 𝜌h20=1000 kg/m3) EJERCICIOS RESUELTOS 11. La compuerta radial que se muestra es de 2 metros de ancho ( 𝜌h20=1000 kg/m3), h1 es igual a 3m y radio es 2m. encuentre: (a) La componente horizontal y vertical de la fuerza. (b) El centro de presiones de la componente horizontal yp. a Ejercicios Propuestos 1. Considere una presa de 200 ft de altura y 1 200 ft de ancho llena a toda su capacidad. Determine a) la fuerza hidrostática sobre la presa y b) la fuerza por unidad de área de la misma cerca de su parte superior y cerca del fondo. 2. Si la pared de la figura tiene 4 m de largo, calcule la fuerza total ejercida sobre la pared por la presión del aceite. También determine la ubicación del centro de presión (yp y hp)y muestre la fuerza resultante sobre la pared. Ejercicios Propuestos 3. Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la ubicación del centro de presión (yp, hp). Muestre la fuerza resultante sobre el área y dimensione claramente su ubicación Ejercicios Propuestos 4. Calcule la magnitud de la componente horizontal de la fuerza y calcule la componente vertical de la fuerza ejercida por el fluido sobre esa superficie. Después, calcule la magnitud de la fuerza resultante y su dirección. Muestre la fuerza resultante que actúa sobre la superficie curva. La superficie tiene 2.00 m de largo Ejercicios Propuestos 5. El lado del muro de una presa de 100 m de largo que está en contacto con agua tiene forma de un cuarto de círculo con un radio de 7 m. Determine la fuerza hidrostática ejercida sobre la presa y su línea de acción cuando dicha presa está llena hasta el borde. R=7m
