ENSAYO SUPERFICIES SUMERGIDASFrank Rodriguez C. Marquina aguilar. Fredy Lujan V. Holmer Rojas G.UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

RESUMENCuando un cuerpo slido es sumergido ya sea parcial o totalmente en un fluido este experimenta una fuerza provocada por el fluido, en esta experiencia pretendemos conocer el punto de aplicacin de esta fuerza medida desde un origen establecido previamente, para ello tomaremos medidas necesarias para este clculo, como lo son: radio interno del elemento, altura de la seccin a estudiar, profundidad del fluido. Al aadirle peso medimos la profundidad de agua necesaria para que el cuerpo volviera a su inclinacin inicial y calculamos los valores de los centros de presin para cada valor de esta profundidad.ABSTRACTWhen a solid body is submerged either partially or fully in a fluid it experiences a force caused by the fluid, in this experiment we try to know the point of application of the force measured from an origin previously established, for it will take necessary steps for this calculation as they are: inner radius of the element section height to study, fluid depth. We measured weight by adding the depth of water needed for the body to return to its initial inclination and calculated values of the centers of pressure for each value of this depth.I. II. INTRODUCCIONDentro del amplio campo de la ingeniera civil, en el rea de la hidrulica se pueden observar diversas obras como canales, represas y esclusas, en las cuales se presentan distintos casos de superficies sumergidas que deben soportar que deben soportar las presiones ejercidas por los fluidos para los cuales son diseadas por lo que es muy importante tener conocimiento del temaIII. MARCO TEORICO

La fuerza ejercida por un lquido sobre una superficie plana es igual al producto del peso especfico del lquido por la profundidad del centro de gravedad de la superficie y por el rea de la misma. Esto es:

Siendo las unidades tpicas: N ; Kg-f ; ton.

Si el lquido es agua; entonces:

Se observa que el producto del peso especfico por la profundidad del centro de gravedad de la superficie es igual a la presin en el centro de la gravedad del rea.El centro de presiones es el punto por el cual se ejercen las lneas de accin de las fuerzas que ejercen presin sobre un cuerpo sumergido en un lquido. El centro de presiones y el centro de gravedad no coinciden en ningn punto. Ya que el centro de presiones siempre est por debajo del centro de gravedad, esto es porque la fuerza resultante aplicada est por debajo del centro de gravedad y el centro de presiones corresponde a la misma distancia de ubicacin de la fuerza resultante.

IV. MATERIALES E INSTRUMENTOS

Fluido (agua) Vernier Recipiente Libreta y lapicero

V. PROCEDIMIENTO

Se coloca el equipo de Presin sobre Superficies, sobre el Banco Hidrulico. Se llena de agua parcialmente hasta una cierta altura

Luego se procede a nivelar el equipo de presin sobre superficies (el cual contiene un nivel de ojo de pollo) por medio de sus tornillos nivelantes.

Se desplaza el contrapeso del brazo basculante hasta que se encuentre horizontal, logrando esto al observar que la marca del indicador quede alineada con el borde inferior horizontal del brazo basculante.

Se coloca la primera pesa y luego se va aadiendo agua lentamente, hasta que el brazo basculante recupere la posicin horizontal.

Se hace la lectura respectiva y se anota los datos: el valor del peso situado en el platillo y el nivel de agua indicado en el cuadrante.

VI. RESULTADOSCalculo de presin hidrostticaP = * hP = Presin hidrosttica (N/m2) = Peso especifico del fluido (N/m3)h = altura del fluido (m)

Altura de agua (m)Presion hidrostatica (N/m2)

0.092902.52

0.1131108.53

0.1351324.35

0.1581549.98

0.1851814.85

0.1991952.19

0.2042001.24

Peso (g)Altura De agua (m) Presion Hidrostatica (N/m2)Ancho (m)F hidros (N)

10.050.092902.520.1154.77

12.70.1131108.530.1157.20

17.60.1351324.350.11510.28

24.30.1581549.980.11514.08

34.30.1851814.850.11519.30

35.80.1991952.190.11522.33

41.850.2042001.240.11523.47

Centro de Presiones

11.5 cm

13 cm

h agua (cm)Yc = hc (cm)Momento InerciaA (cm2)Yp (cm)

9.24.6746.247105.86.13

11.35.651382.7129.957.53

13.56.752357.8155.259

15.87.93779.9181.710.53

18.59.256067.8212.7512.33

19.99.957552.24228.8513.26

20.410.28135.9234.613.6

VII. DISCUSIN A medida que bamos incrementando el volumen del fluido y la altura por consiguiente aumentaba la fuerza requerida para mantener al cuadrante en equilibrio era mayor, puesto que el rea de la superficie sumergida iba aumentando.La ubicacin del centro de presiones a medida que el nivel del fluido va incrementando, la posicin del centro de presiones a partir del nivel del fluido tambin incrementaba.

VIII. CONCLUSIONES

Se observa una diferencia entre las curvas de la grfica de fuerzas, que pueden ser causadas por los errores cometidos en el momento de realizar las observaciones de las alturas o errores cometidos al momento de equilibrar el brazo basculante.

Se observa que los datos obtenidos en el laboratorio, no cumplen completamente con la formula obtenida, esto puede deberse a que la formula se basa en condiciones ideales, y en la realidad el comportamiento es diferente del asumido tericamente.

Tener bien calibrado el equipo para obtener datos correctos y obtener una mayor precisin en el transcurso del laboratorio, de esta manera no alterar los valores encontrados.

Concluimos que a medida que la altura al centro de gravedad aumenta la fuerza que ejerce el agua disminuye, y obviamente la presin tambin disminuye.

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Mecnica de Fluidos - 3ra Edicin - Irving H. Shames Mecnica de Fluidos - Robert Mott - Sexta Edicin