FUERZAS SOBRE SUPERFICIES CURVAS CON FLUIDO ARRIBA Y ABAJO

Esta situación se da generalmente en compuertas, en la gráfica siguiente la fuerza

producida por la presión del fluido tendrá una componente horizontal que actúa

hacia la derecha de la compuerta.

Esta fuerza actúa sobre la proyección de la superficie sobre un plano vertical y se

calcula de la misma manera que se ha estado explicando en distribución de

fuerzas sobre una superficie

FH=Ƴ .hc . A proy

FV=Ƴ . (volumen )=Ƴ . A .w

FR=√(FH2+FV

2)

Volúmenes utilizados para calcular la fuerza vertical neta sobre la compuerta

COMPUERTA SEMICILINDRICA

En dirección vertical, la fuerza sobre la parte superior de la compuerta actuaria hacia abajo y sería igual al peso del aceite que se encuentra arriba de ella. Sin embargo también hay una fuerza que actúa hacia arriba, sobre la superficie del fondo de la compuerta, y es igual al peso total del fluido que esta sobre la superficie. La fuerza vertical neta es la diferencia entre las dos fuerzas.

FV=F ARRIBA−F ABAJO=FNETA

EJEMPLO:

Una media esfera está ubicada bajo una superficie de agua como se muestra en la figura. Determine la magnitud de la fuerza horizontal debido al agua sobre la media esfera, determinar también la magnitud de la fuerza vertical debido al agua sobre la media esfera. h= 3 pie d= 4 pie

-Determinamos la fuerza horizontal:

hc=h+ d2=5 pie

FH=Ƴ .hc . A proy

FH=62.4lb

pie3x5 pie x π (2)2 pie2

FH=3920 lbf

- Determinamos la fuerza vertical:

FV=Ƴ . (volumen )

FV=62.4lbf

pie3x¿

FV=1973 lbf