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UNIDAD 2:OBJETIVOS DE LA UNIDAD:

ESTABLECER LA VARIACIN DE PRESIN DE UN FLUIDO INCOMPRESIBLE EN REPOSO.APRENDER A DETERMINAR LA PRESIN MANOMTRICA.CALCULAR LA FUERZA EN SUPERFICIES PLANAS Y SUPERFICIES CURVAS GENERADA POR UN FLUIDO INCOMPRESIBLE.CALCULAR LA FUERZA EN SUPERFICIES PLANAS Y CURVAS SUMERGIDAS POR LA ACCIN DE UN FLUIDO INCOMPRESIBLE

ESTTICA DE LOS FLUIDOSESTTICA DE LOS FLUIDOSINTRODUCCININTRODUCCINRELACIN PRESIN DENSIDAD - ALTURARELACIN PRESIN DENSIDAD - ALTURAPRESIN ABSOLUTA Y PRESIN MANOMTRICA PRESIN ABSOLUTA Y PRESIN MANOMTRICAFUERZA SOBRE SUPERFICIES CURVAS FUERZA SOBRE SUPERFICIES CURVASFUERZA SOBRE SUPERFICIES PLANASFUERZA SOBRE SUPERFICIES PLANAS CONTENIDO DEL CAPTULORESOLUCIN DE EJERCICIOSRESOLUCIN DE EJERCICIOS INTRODUCCIN A LA ESTTICA DE FLUIDOSLa hidrosttica es una rama de la fsica que se encarga del estudio de los fluidos que carecen de movimiento

Propiedades de los fluidos.Densidad: Es la masa contenida en una unidad de volumen de una sustancia (masa por unidad de volumen). Cuando se trata de una sustancia homognea, la expresin para su calculo es:

INTRODUCCIN A LA ESTTICA DE FLUIDOSTemperatura (C)Peso especfico (KN/m3)Densidad (Kg/m3)09,805999,859,8071.000109,804999,7159,798999,1209,789998,2259,777997,0309,764995,7409,730992,2509,689988,0609,642983,2709,589977,8809,530971,8909,466965,31009,399958,4PRESIN HIDROSTTICA:Presin en mecnica, es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presin suele medirse en atmsferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presin se expresa en Newton por metro cuadrado; un Newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmsfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio o 14,70 lbf/pulg2 (denominada psi).

Definicinde presinPRINCIPIO DE PASCALEl principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el fsico y matemtico francs Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: el incremento de presin aplicado a una superficie de un fluido incompresible (lquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.APLICACIONES DEL PRINCIPIOEl principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuacin fundamental de la hidrosttica y del carcter altamente incompresible de los Lquidos. En esta clase de fluidos la densidad es prcticamente constante, de modo que de acuerdo esto la ecuacin siguiente es referencia:

Definicinde presinRelacin entreElevacin y presinELEVACIN:Distancia vertical a partir de algn nivel de referencia hasta el punto de inters, y se le llama z, al cambio en la elevacin entre dos puntos se le llama h. La elevacin siempre ser positiva hacia arriba.Superficie Libre del Mar REFERENCIA: Fondo del Mar VVZ= 60Z= 150Superficie del AguaREFERENCIA:elementoVVZ= -60Z= 90Superficie del AguaRelacin entreElevacin y presindzz2z1P2=P1+dPP1F2=P2*AF1=P1*A.wFuerzas que actan en la direccin verticalRelacin entreElevacin y presin

Relacin entre cambio de elevacin y cambio de presin

PRESIN ABSOLUTAEs la presin de un fluido que se mide con referencia al vaco perfecto o cero absoluto. PRESIN ATMOSFRICAEl hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presin (atmosfrica), la presin ejercida por la atmsfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barmetro (presin baromtrica). Al nivel del mar o a las alturas prximas a este, el valor de la presin es cercano a 14.7 lb/pulg2 (101,325Kpa).Relacin entrePRESIN ABSOLUTA Y RELATIVAPRESIN MANOMTRICA :Son normalmente las presiones superiores a la atmosfrica, que se mide por medio de un elemento que se define como la diferencia entre la presin que es desconocida y la presin atmosfrica que existe, si el valor absoluto de la presin es constante y la presin atmosfrica aumenta, la presin manomtrica disminuye.

Relacin entrePRESIN ABSOLUTA Y RELATIVA

Relacin entrePRESIN ABSOLUTA Y RELATIVA

Manmetros ymanometra

TIPO U: Son instrumentos que utilizan columnas de lquido para medir presiones, es decir utilizan un cambio de presin y un cambio de elevacin de fluido esttico.

Fuerzas sobreSuperficies planas

d/2dFrLd/3LpLcPROCEDIMIENTO PARA CALCULAR LA FUERZA SOBRE UN REA PLANA SUMERGIDA :1. Identifique el punto en el que el ngulo de inclinacin del rea de inters intersecta el nivel de la superficie del fluido. Esto puede requerir la extensin de la superficie inclinada. Seale este punto con S2. Localice el centroide del rea a partir de su geometra.3. Determine dc como distancia vertical desde el nivel de la superficie libre hasta el centroide del rea. 4. Determine Lc como la distancia inclinada desde el nivel de la superficie libre hasta el centroide del rea. sta es la distancia desde S hasta el centroide.Observe que dc y Lc estn relacionadas por dc = Lc senq Fuerzas sobreSuperficies planasFuerzas sobreSuperficies planas9. Haga un diagrama de la fuerza FR que acta en el centro de presin, perpendicularmente al rea.10. Muestre la dimensin Lp en el diagrama.11. Dibuje las lneas de dimensin para Lc y Lp a partir de una lnea de referencia que pase por el punto S.5. Calcule el rea total A sobre la cual se va a determinar la fuerza.6. Calcule al fuerza resultante a partir de FR = g dcA en la que g es peso especfico del fluido. Esta ecuacin establece que la fuerza resultante es el producto de la presin en el centroide del rea por el rea total.7. Calcule Ic, el momento de inercia del rea alrededor de su eje centroidal horizontal.8. Calcule la localizacin del centro de presin a partir de:

Procedimiento para calcular la fuerza sobre una superficie curva sumergidaAislar el volumen del fluido que est (real o aparentemente) por encima de la superficie. Calcular el peso del volumen aislado. La magnitud de la componente vertical de la fuerza resultante (FV) es igual al peso del volumen aislado. Acta en lnea con el centroide del volumen aislado. Dibujar una proyeccin de la superficie curva en un plano vertical de inters, Ax

Fuerzas sobreSuperficies curvasFuerzas sobreSuperficies curvas5.Calcule la magnitud de la componente horizontal de la fuerza resultante a partir de

6. Calcule la profundidad de la lnea de accin de la componente horizontal con la ecuacin 7. Calcule la fuerza resultante de la ecuacin

Ejercicio demanometra

Para el manmetro diferencial que se muestra en la Figura, calcular la diferencia de presin entre los puntos A y B. La gravedad especfica del aceite es de 0,85

En la figura se presenta una compuerta unida mediante bisagras por la parte inferior y mediante un apoyo simple en la parte superior. La compuerta separa dos fluidos. Calcule la fuerza neta sobre la compuerta debida al fluido que se encuentra en cada lado. Despus calcule la fuerza sobre la Bisagra.

Ejercicio deCompuerta planaFuerzas sobre laCompuerta plana

Fuerzas sobre laCompuerta plana

Fr1Fr2Fr2Fr1BisagraApoyo0.830.662.80

Es posible presentar los fundamentos de la mecnica de los fluidos de modo que los ingenieros sean capaces de entender el rol que el fluido desempea en una aplicacin particular...Merle Potter yDavid Wiggert