Subido por Jeisson Pacheco

Unidad 6 Hidrostática

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Presión: Concepto, Propiedades, Tipos
Cuando se estudian las fuerzas que aplican los fluidos en reposo o en movimiento, la
Presión es la propiedad de los fluidos responsable de esas Fuerzas.
Se establece que la presión es una fuerza normal que ejerce el fluido por unidad de área.
La presión puede ser Absoluta, Manométrica y Barométrica
Presión Absoluta, es la presión real en un punto determinado del sistema y se mide en forma
relativa a una presión absoluta de cero.
Presión Manométrica, es la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica.
Pman = Pabs - Patm
Presiones absoluta, manométrica y de vacío.
man
Presión
En un fluido dado, la presión es la misma en todos los puntos de un plano
horizontal sin importar la geometría, siempre y cuando dichos puntos estén
conectados por el mismo fluido.
¿La Presión es un Vector o un Escalar?
Presión en un Punto
La Presión es la fuerza de Compresión por unidad de área y da la impresión de ser
un Vector, pero no lo es.
La presión en cualquier punto en un fluido es la misma en todas las direcciones; es
decir, tiene magnitud pero no una dirección específica.
• La presión es una Magnitud Escalar.
Variación de la Presión con la profundidad
Diagrama de cuerpo libre de un elemento
rectangular de fluido en equilibrio
La presión de un fluido en reposo aumenta
con la profundidad debido al peso agregado
man
Ley de Pascal
Blaise Pascal (1623-1662)
“La presión aplicada a un fluido confinado, aumenta la presión
en toda la extensión de éste en la misma cantidad”
Pascal observó que se podían conectar dos cilindros
hidráulicos de áreas diferentes y se podía usar el más
grande para ejercer una fuerza proporcionalmente
mayor que la aplicada al mas pequeño.
La máquina de pascal ha sido la base
de muchos inventos que forman parte
de nuestra vida cotidiana, como los
frenos y los elevadores hidráulicos.
Ley del Manómetro
Un cambio en la elevación de Z en un fluido en reposo corresponde a P/g, lo cual
sugiere que se puede usar una columna de fluido para medir diferencias en la presión.
Un instrumento que funciona según este principio
se llama manómetro y consta principalmente de un
tubo en U de vidrio o plástico que contiene uno o
más fluidos como mercurio, agua, alcohol o aceite.
Para mantener el tamaño del manómetro
dentro de los límites manejables se usan
fluidos pesados, como el mercurio, si se
prevén grandes diferencias en la presión.
Ley del Manómetro
Ley del Manómetro
Ley del Manómetro - Ejercicios
Fuerzas sobre áreas planas sumergidas
Fuerza Hidrostática sobre la superficie de un plano inclinado totalmente sumergido en un líquido
Fuerzas sobre áreas planas sumergidas
La Fuerza resultante que actúa sobre una
superficie plana de una placa totalmente
sumergida es igual al producto de la presión
(Pc) en el centroide de la superficie y el área
superficial, y su línea de acción pasa por el
centro de presión.
FR  Pc ASumergida
Fuerzas sobre áreas planas sumergidas
Centro de Presión
Cuando se desprecia Patm. Po=0
Centroide y momentos
centroidales de inercia
para algunas
configuraciones
geométricas comunes
Fuerzas sobre Placa Rectangular Sumergida
Las Fuerzas Hidrostáticas que actúan sobre
una superficie plana forman un volumen cuya
base es la superficie y cuya altura es la presión
Fuerzas sobre Superficies Sumergidas - Ejercicios
Fuerzas sobre Superficies Sumergidas - Ejercicios
Flotación y Estabilidad de Cuerpos Sumergidos
La fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un fluido es igual al peso del fluido
desplazado por el cuerpo y actúa hacia arriba pasando por el centroide del volumen desplazado
Flotación y Estabilidad de Cuerpos Sumergidos
Un cuerpo sólido cuando cae
dentro de un fluido puede
hundirse, flotar o quedar en
reposo en cualquier sitio de este,
dependiendo sobre su densidad
relativa a la densidad del fluido
Estabilidad de los Cuerpos Sumergidos y de los Flotantes
Un cuerpo sumergido neutralmente flotante es:
a) Estable si el centro de gravedad G, está directamente abajo del centro de flotación B.
b) Neutralmente estable si G y B coinciden.
c) Inestable si G está directamente arriba de B.
Estabilidad de los Cuerpos Sumergidos y de los Flotantes
Cuando el centro de gravedad G de un
cuerpo sumergido neutralmente flotante no
está alineado en la dirección vertical con el
centro de flotación B, del cuerpo, no se
encuentra en estado de equilibrio y girará
hasta alcanzar su estado estable
Estabilidad de los Cuerpos Sumergidos y de los Flotantes
Un cuerpo flotante es estable si su fondo es pesado y, por lo tanto, el centro de gravedad G
está debajo del centroide B del mismo, o bien si el metacentro M está arriba del punto G.
Sin embargo, el cuerpo es inestable si el punto M está abajo del punto G.
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