-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
1/20
1
FUERZAS DEBIDAS A PRESION DE GAS.
4.1) en la figura 4.21 se muestra un tanque de vacío que tiene una ventana de
observación circular plana en uno de sus extremos. Si la presión en el tanque es de
12lb/plg
2
absoluta cuando el barómetro indica 30.5 pulgadas de mercurio, calcule lafuerza total sobre la ventana.
4.3) Un sistema de evacuación de gases de un cuarto crea un vacio parcial dentro de
este de 1.20 pulgadas de agua con respecto de la presión atmosférica fuera del
cuarto. Calcule la fuerza neta ejercida sobre una puerta de 36 por 80 pulgadas
situada en una pared del cuarto.
4.5) Una válvula de alivio de presión está diseñada de manera tal que la presión de
gas en el tanque actúa sobre un pistón que tiene un diámetro de 30 mm. Que fuerza
de resorte se debe aplicar a la parte externa del pistón para mantener la válvula
cerrada bajo una presión de 3.50 MPa?
Datos
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
2/20
2
Desarrol lo
4.7) La puerta de salida de una nave espacial tripulada está diseñada de
modo que la presión interna de la cabina aplique una fuerza que ayude a
mantener el sello. Si la presión interna es de 34.4 KPa (abs) y la presión
externa es el vacío perfecto, calcule la fuerza sobre una puerta cuadrada
de 800 mm de lado.
4.9) El fondo de una tina de laboratorio tiene un hoyo en ella para permitir que salga
el mercurio que contiene. El hoyo está tapado con un tapón de goma metido apresión y mantenido en su sitio mediante fricción. Que fuerza tiende a empujar al
tapón, de 0.75 pulgadas de diámetro, fuera del hoyo si la profundidad del mercurio
es de 28.0 plg.?
Datos:
0.75 plg
28.0 plg
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
3/20
3
Area: Fuerza:
4.11) calcule la fuerza total que se ejerce sobre el fondo del tanque cerrado de la
figura 4.23, si la presión del aire es de 52 KPa (gage).
4.13) un portillo de observación de un pequeño submarino está localizado en unasuperficie horizontal del vehículo. La forma del portillo se muestra en la figura 4.25.
Calcule la fuerza total que actúa sobre el portillo cuando la presión dentro del
submarino es de 100 KPa (abs) y la nave está operando a una profundidad de 175 m
en el océano.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
4/20
4
4.15) Una tina tiene un lado en pendiente, como se muestra en la figura 4.27. Calcule
la fuerza resultante en este lado si la tina contiene 15.5 pies de glicerina. Calcule,
también, la localización del centro de presión y muestre en un diagrama la fuerza
resultante.
Datos
Desarrol lo
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
5/20
5
4.17) Si la pared de la figura 4.29 tiene una longitud de 4 m, calcule la fuerza total
sobre la pared debida a la presión del aceite. También determine la ubicación del
centro de presión y muestre la fuerza resultante sobre la pared.
Fuerzas sobre áreas planas sumergidas:
Para cada uno de los casos que se muestran en las figuras 4.30 a 4.41, calcule la
magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada y la localización del centro de
presión. Muestre la fuerza resultante sobre el área y señale claramente su
localización.
4.19) remítase a la figura 4.31.
Datos:
Area:
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
6/20
6
4.21) remítase a la figura 4.33.
4.23) remítase a la figura 4.35.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
7/20
7
4.25) remítase a la figura 4.37.
Datos
Desarrollo
4.27) Remítase a la figura 4.39.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
8/20
8
4.29) Remítase a la figura 4.41.
Datos:
Area:
x
40º
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
9/20
9
4.31) Si el tanque de la figura 4.42 está lleno con gasolina justo hasta el fondo del
tubo de alimentación (Sg= 0.67), calcule la magnitud y localización de la fuerza
resultante en el extremo del plano.
4.33) Para el tanque de agua que se muestra en la figura 4.43, calcule la magnitud y
localización de la fuerza total sobre la pared vertical posterior.
4.35) Para el tanque de agua que se muestra en la figura 4.43, calcule la magnitud y
localización de la fuerza total sobre la pared inclinada.
Datos
Desarrol lo
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
10/20
10
4.37) Para el tanque de refresco de naranja que se muestra en la figura 4.32, calcule
la magnitud y localización de la fuerza total sobre la pared vertical del fondo. Eltanque tiene 3.0 m de longitud.
Fr actúa 1/3 de la parte inferior o 2/3 de la superficie.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
11/20
11
4.39) Para el tanque que se presenta en la figura 4.35, calcule la magnitud y
localización de la fuerza total sobre la pared vertical del fondo. El tanque tiene 1.2 m
de largo.
Datos:
Area:
4.41) En la figura 4.45 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. Después calcule la fuerza sobre la bisagra y el apoyo.
Para el Agu a:
Para el aceite:
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
12/20
12
(2.8)
(2.8)
Cabeza Piezométrica.
4.43) Repita el problema 4.19 (figura 4.31), solo que ahora el tanque esta sellado ensu parte superior a una pr esión de 13.8 KPa por encima del aceite.
4.45) Repita el problema 4-26 (figura 4-38) solo que ahora el tanque esta sellado en
la parte superior, y hay una presión de 2,5 psig sobre el fluido.
Datos
Desarrol lo
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
13/20
13
Fuerzas sobre superficies curvas.
4.47) utilice la figura 4.47. La superficie tiene 2.00 m de longitud.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
14/20
14
4.49) utilice la figura 4.49. La superficie tiene 5.00 pies de largo.
Datos:
A2
A1
A3
s
x
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
15/20
15
dpdc
FH
FR Fv
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
16/20
16
4.51) utilice la figura 4.51. La superficie tiene 4.00 m de largo.
4.53) utilice la figura 4.53. La superficie tiene 1.50 m de largo.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
17/20
17
4.55) repita el problema 4.47, utilizando la figura 4.47, solo que ahora hay 7.50 KPade presión de aire encima del fluido.
Datos
Desarrol lo
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
18/20
18
4.57) En la figura 4.55 se muestra un cilindro solido que descansa en el fondo de un
tanque que contiene un volumen estático de agua. Calcule la fuerza ejercida por el
cilindro sobre el fondo del tanque para los datos siguientes: D= 6.00 plg; L= 10.00 plg;
= 0.284 lb/plg3 (acero); = 62.4 lb/pie3 (agua); h= 30 plg.
4.59) Repita el problema 4.57, solo que ahora tome =30.00 lb/plg (madera).Datos:
Fuerza vertical neta = Peso del fluid o desp lazado
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
19/20
19
La fuerza resultante está dirigida hacia arriba, quiere decir que el cilindro está flotando por lo
tanto la fuerza resultante en el fondo es “cero”
F= 0 lb
4.61) Repita el problema 4.57 para una profundidad h= 10.00 plg.
=0.164
4.63) Para situación descrita en el problema 4.57, calcule la fuerza ejercida sobre el
fondo del tanque para diferentes profundidades de fluido desde h= 30 plg hasta h= 0.
Utilice cualquier incremento adecuado para el cambio de profundidad que produzca
una curva bien definida de la fuerza contra la profundidad.
-
8/17/2019 hidromecanica aplicada a la Ing civil
20/20
20
H(plug) 6.00 70.1
5.50 70.5
5.00 71.2
4.50 72.084.00 73.07
3.50 74.12
3.00 75.19
2.50 76.27
2.00 77.32
1.50 78.30
1.00 79.18
0.50 79.89
0.00 80.30
