Estática de fluidos

Estática de fluidos

1. Fuerzas sobre áreas planas

   • Las fuerzas distribuidas producidas por la acción de un fluido sobre un área finita pueden reemplazarse convenientemente por una fuerza resultante, en lo que respecta a las reacciones externas al sistema de fuerzas.
     • Superficies inclinadas
       • Como todos los elementos de fuerza son perpendiculares a la superficie, la línea de acción de la resultante también es perpendicular a la superficie.
       • Cualquier superficie puede rotarse alrededor de cualquier eje que pase por su centroide sin cambiar la magnitud de la resultante, si el área total permanece sumergida en el líquido estático.
         • Fabián Reyes Noemí Areli Grupo: C
     • Centro de presión
       • El centro de presión de una superficie inclinada no se encuentra en el centroide.
       • Para encontrar el centro de presión, se igualan los momentos de la resultante xpF y ypF al momento de las fuerzas distribuidas alrededor de los ejes y y x.
     • Efectos de la presión atmosférica sobre las fuerzas en áreas planas.
       • Cuando el lado opuesto de la superficie se encuentra abierto a la atmósfera, ejerce una fuerza sobre ésta, causada por la atmósfera, igual al producto de la presión atmosférica p0 y el área, p0A, basado en el 0 absoluto como datum.

2. Componente de fuerzas sobre superficies curvas

   • Cuando las fuerza elementales p0A varían en la dirección, como es el caso de una superficie curva, se deben sumar como cantidades vectoriales.
     • Componente horizontal de la fuerza sobre una superficie curva
       • La componente horizontal de la fuerza sobre una superficie curva es igual a la fuerza de presión ejercida sobre la proyección de la superficie curva.
         • Cuando se quiere encontrar la componente horizontal de la fuerza de presión sobre un cuerpo cerrado, la proyección de la superficie curva sobre un plano vertical es siempre 0.
       • Para encontrar la linea de acción se requiere la resultante del sistema de fuerza paralelo, compuesto por las componentes de fuerza para cada elemento de área.
   • Si se consideran dos componentes horizontales formando ángulo recto y la otra componente vertical, se puede determinar la resultante. Las lineas de acción de las componentes también se determinan con facilidad.
     • Componente vertical de la fuerza sobre una superficie curva
       • La componente vertical de la fuerza de presión sobre una superficie curva es igual al peso del líquido que se encuentra verticalmente por encima de dicha superficie y se extiende hasta la superficie libre.
         • Cuando el liquido se encuentra por debajo de la superficie curva y se le conoce la magnitud de la presión en algún punto, se puede construir una superficie libre imaginaria o equivalente s-s, p/y por encima de 0.
           • Con un liquido imaginario sobre la superficie, la presión en cualquier punto de la superficie curva es igual a ambos lados, pero las componentes elementales de la fuerza en la dirección vertical tienen signos opuestos.
         • La linea de acción de la componente vertical se determina igualando los momentos de las componentes verticales elementales alrededor de un eje conveniente, con el momento de la fuerza resultante.
         • La linea de acción de la fuerza vertical pasa a través del centroide del volumen, real o imaginario, que se extiende por encima de la superficie curva hasta la superficie libre, real o imaginaria.
       • La componente vertical de la fuerza sobre una superficie curva puede determinarse sumando los componentes verticales de la fuerza de presión sobre áreas elementales de la superficie.

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