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3 SUPERFICIES PLANAS Y CURVAS

1.-Calcular la magnitud y posición del empuje hidrostático sobre la compuerta circular.

F=63,263.8 kg;y p=35.8 m

2.-La compuerta ABC tiene la forma de cuarto de circunferencia y mide 8 ft de anchura. Calcular las componentes horizontal y vertical sobre la misma, así como la localización de las fuerzas.

FH=7984 lb; FV =2280 lb : y p=3.77 pies; x p=3.29 pies

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3.-Un tanque contiene agua sobre la cual actúa una presión pA absoluta ¿18.2 psi ; Considere la presión barométrica de 14.7 psi. Determine la fuerza causada por el agua sobre la compuerta AB. La compuerta tiene una longitud de 10 pies.

F = 60,300 lb, y p=38.69 pies

4.- Calcular las componentes horizontal y vertical de la fuerza hidrostática que se ejerce sobre la pared cilíndrica del fondo del depósito de agua.

FH=72000 Kg ; FY=65,150 Kg ; y p=6.055 m ; x p=1.04 m

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5.-Un tanque rectangular abierto se encuentra parcialmente lleno de agua. Las dimensiones son las que se muestran.

1. Determine la fuerza causada por el agua sobre el fondo del tanque.2. Determine la fuerza causada por el agua sobre las paredes del tanque. Además

encuentre su posición.3. Determine la fuerza sobre la compuerta en uno de los lados del tanque. Asegúrese

de calcular su posición.

F1=705.6 kN ; F2=235 kN ; y p=2.66 m : F3=71.6 kN ; y p=3.3 m.

6.- La botella de champan (densidad relativa 0.96) está bajo presión como muestra el manómetro de mercurio. Calcular la fuerza total que se ejerce sobre el fondo semiesférico.

F=25.8 lb

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7.- Un conducto largo sostenido por arriba conduce agua y aceite najo presión. Está formado por dos secciones semicilíndricas atornilladas que pesan 4 kN/m cada una. Si, en una longitud de 6 m de conducto, 100 pernos unen las dos secciones, ¿cuál es la fuerza total por perno que mantiene la sección unida con una fuerza total de 6kN entre las pestañas con el fin de evitar filtraciones.

F perno=10.64 kN

8.-La figura muestra un tanque que se encuentra herméticamente dividido en dos partes que contienen agua y aire encima y aceite debajo. Una esfera cerrada se encuentra soldada a la placa delgada reforzada que actúa como partición EC y se extiende por igual en el agua por encima y en el aceite por debajo. ¿Cuál es la fuerza vertical causada por los fluidos sobre la esfera?

F = 11.37 k N

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9.- Encuentre la fuerza resultante causada por todos los fluidos que actúan sobre la compuerta. La densidad relativa del aceite es 0.8.

F=61740 lb; y p=22 pies

10.- La cúpula semiesférica pesa 30 KN está llena de agua y sujeta al suelo por medio de seis tornillos igualmente espaciados ¿Qué fuerza está soportando cada tornillo?

FTORNILLO=9263 kg

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11.- Determine la fuerza y su posición debida a los fluidos que actúan sobre la compuerta.

F = 4.969×106N; ¿78.m

12. - Calcule la magnitud de la componentes horizontal y vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie; la magnitud de la fuerza resultante, así como su dirección. La superficie mide 60 pulg de longitud.

FH=4 , 065.6 lb; FV =870.8 lb; y p=67.6∈; x p=7.63∈¿

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13.- El tanque tiene un portillo de observación en el lado inclinado. Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el panel y su ubicación.

F=911.18 lb ; y p=8.88 pies

14.- Calcule la magnitud de las componentes horizontal y vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie y su ubicación. La superficie mide 1.5 m de longitud.

FH=60 kN ;FV =54 kN ; y p=3.435 m; x p=0.6275 m

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15.- Encuentre FR sobre la compuerta AB producida por los fluidos.

FR ¿14,214.98 lb

16.- Calcule la magnitud de las componentes horizontal y vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie y su ubicación. La superficie mide 4 m de longitud.

FH=245 kN ;FV =926.2 kN ; y p=10.802 m; x p=1.481m

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17.-Calcule la fuerza sobre el lado AB y su ubicación.

F AB=¿253.8 lb; y p=22.87∈¿

18. -¿Cuál es la magnitud y dirección fuerza resultante producida por el fluido sobre la compuerta AB cuya sección es un cuarto de círculo? El ancho de la compuerta es 1.3 m.

FH=15.2 kN ; y p=1.269 m; FV=11.65 kN ; xp=0.562 m

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19.-Una puerta de acceso triangular debe incluirse en el lado de un molde que contiene concreto líquido de densidad relativa 2.2. Determine la fuerza resultante que actúa sobre la compuerta indicada y su punto de aplicación.

F=344 N ; y p=0.3 m

20.- se muestra un vertedero cilíndrico, que tiene un diámetro de 3 m y una longitud de 6 m. Calcule la magnitud y la dirección de la fuerza resultante causada por los fluidos sobre el vertedero.

F ←=6750 Kg ; y p=1 m ;F →=27000 Kg ; y p=2m

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21.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión. La altura del refresco de naranja de densidad relativa 1.1 de la superficie libre del fluido al centro del portillo circular es de3 m.

FR=146.3 kN ; y p=3.569 m

22.- Cuál es la fuerza vertical sobre la esfera si las los secciones del tanque están completamente aisladas una de la otra?

F ↓= 2,578.5 lb

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23.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión.FR=1787 lb; y p=13.51 pies

24.- Se muestra una compuerta Tainter utilizada para controlar el flujo de agua se la presa Uniontown en el río Ohio; el ancho de la compuerta es de 35 m. Determine la magnitud de la fuerza horizontal y vertical; su punto de acción sobre la compuerta.

FH=17.15 ×106N; FV=6.39 ×106 N;y p=6.66 m; x p=17.87 m

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25.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión

.FR=42.6 lb; y p=4.468 pies

26. -Calcular la magnitud, la dirección y la localización de los componentes de fuerza horizontal y vertical ejercidos por el agua sobre esta compuerta.

FH=354.4 kN ; F y=212.5 kN ; y p=2.634 m; x p=2.375 m

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27.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión

.FR=1.211kN ; y p=1.121 m

28.- El deposito cuya sección recta se muestra en la figura tiene 2 m de longitud y está lleno de agua a presión. Determinar las componentes de la fuerza requerida para mantener el cilindro en su posición despreciando el peso del mismo.

FV=¿5,125.3 kg;FH=¿ 6750 kg

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29.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión

.FR=1281lb ; y p=9.27 pies

30.- Calcule la magnitud de la componente vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie . La superficie mide 2.50 m de longitud.

FR=FV =28.1 kN

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31.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión.FR=826 lb; y p=4.514 pies

32.- Calcule la magnitud de las componentes horizontal y vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie, así como su dirección. La superficie mide 5 pies de longitud.

FV=99,922 lb : F H=67,437 lb; y p=19.971 pies ; x p=6.728 pies

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33.- Para el tanque de refresco de naranja calcule la magnitud y localización de la fuerza total sobre cada pared vertical de los extremos.

F = 224.26 kN;y p=2.76 m

34.- Calcule la magnitud de las componentes horizontal y vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie; la magnitud de la fuerza resultante, así como su dirección. La superficie mide 2.00 m de longitud.

FV=35.85 kN : F H=32.74 kN ; y p=2.246 m; x p=0.361m

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35.- La figura muestra un tanque de gasolina lleno hasta la toma. La gasolina tiene una gravedad específica de 0.67. Calcule la fuerza total que se ejerce sobre cada costado plano del tanque y determine la ubicación del centro de presión.

FR=864.15 N ; yP=0.538 m

36.- Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de presión.FR=¿5.78 kN;y p=1.372 m

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37.- Calcule la magnitud de las componentes horizontal y vertical de la fuerza que el fluido ejerce sobre dicha superficie; la magnitud de la fuerza resultante, así como su dirección. La superficie mide 1.50 m de longitud.

FV=66 kN ;F H=60 kN ; y p=3.435 m; x p=0.577 m

38.- Una superficie curva es formada como un arco circular con R = 0.75 m. El ancho de la superficie es 3.55 m. A la derecha de la superficie curva hay agua con una profundidad de H = 0.650 m. Calcule la fuerza hidrostática horizontal y vertical y la linea de acción de las fuerzas sobre la superficie.

FH=¿7.35 kN ; FV =2.47 kN ; y p=0.433 m; x p=0.646 m

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39.-Un depósito de paredes laterales verticales contiene 1 m de mercurio y 5.5 m de agua. Encontrar la fuerza que actúa sobre una porción cuadrada de una de las paredes laterales, de 50 cm por 50 cm de área, la mitad de la cual está bajo la superficie de mercurio. Los lados del cuadrado están situados verticales y horizontales respectivamente.

F = 1768.7 Kg

40.- Determinar la fuerza vertical sobre la bóveda semicilíndrica cuando la presión

manométrica en A es de 0.60 kg

cm2 ; si la bóveda es hemisférica ¿cuál es el valor de la fuerza

vertical sobre la misma? la bóveda tiene 2 m de longitud.

Fboveda semicilíndrica=12,59 0 kg ; Fboveda hemisférica=6062 kg