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UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PROCESOS DE AUTOMATIZACIÓN

MECÁNICA DE FLUIDOS Ing. Mg. Víctor Pérez R.

SEXTO INDUSTRIAL

DEBER #: 11 TEMA: FUERZAS DEBIDO A FLUIDOS ESTÁTICOS EN ÁREAS: HORIZONTALES, INCLINADAS Y CURVAS 1)

El agua alcanza el nivel E en la tubería unida al depósito ABCD que se muestra en la figura. Despreciando el peso del depósito y de la tubería de elevación, (a) determinar y situar la fuerza resultante que actúa sobre el área AB de 2.40 m de anchura, (b) la fuerza total sobre el fondo del depósito y (c) comparar el peso total del agua con la resultante obtenida en (b) y explicar la diferencia.

2)

La compuerta AB de la siguiente figura tiene 1.20 m de anchura y está articulada en A. La lectura manométrica en G es -0.15 Kg/cm2 y el aceite que ocupa el depósito de la derecha tiene una densidad relativa de 0.750. ¿Qué fuerza horizontal debe aplicarse en B para que la compuerta AB se mantenga en equilibrio? Referencia: Empleo de una superficie de agua imaginaria (IWS = Imaginary Water Surface).

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3)

Cuál es la fuerza de presión resultante que está aplicada en la pared vertical frontal del tanque mostrado en la siguiente figura.

4)

Determinar la fuerza que el líquido ejerce sobre la compuerta triangular. También determinar el centro de presiones.

5)

Determinar la fuerza resultante P debida a la acción del agua sobre la superficie plana rectangular AB de medidas 1.0 metros x 2.0 metros como se muestra en la figura. Adicionalmente también calcular la resultante debido a la acción del agua sobre el área rectangular CD de 1.20 metros x 1.80 metros mostrados en la misma figura. C es el vértice del triángulo.

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6)

Un depósito de 20.0 pies de profundidad y 7.0 pies de ancho contiene 8.0 pies de aceite, 4.0 pies de mercurio, y 6.0 pies de agua. Calcular: (a) la fuerza total en el lado del tanque. (b) el punto de aplicación de la fuerza calculada en (a). Nota: ɣAC = 55 lbf/pie3, ɣHg = 846 lbf/pie3.

7)

El cilindro de la siguiente figura, de 2.0 m de diámetro, pesa 2500 kg y tiene una longitud de 1.50 m. Determinar las reacciones en A y B despreciando el rozamiento.

8)

En la figura, el cilindro de 2.4 m de diámetro pesa 250 kg y reposa sobre el fondo de un depósito de 1 m de longitud. Se vierte agua y aceite en la parte izquierda y derecha del depósito hasta unas profundidades de 0.6 y 1.2 m, respectivamente. Hallar los módulos de las componentes horizontal y vertical de la fuerza que mantiene al cilindro justamente en contacto con el depósito B.

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9)

La compuerta de la figura que tiene la forma de un cuarto de cilindro está articulada con el punto A y tiene 2.0 metros de ancho perpendicularmente al plano del papel. El fondo de la compuerta se encuentra 3.0 metros debajo de la superficie del agua. Determine; (a) La magnitud de la fuerza horizontal; (b) La línea de acción de la fuerza horizontal: (c) La magnitud de la fuerza vertical: (d) La magnitud de la fuerza resultante y la dirección.

10) Con referencia a la siguiente figura, determinar las fuerzas horizontal y vertical, debidas a la acción del agua sobre el cilindro de 1.8 m de diámetro, por metro de longitud del mismo.