Problema de Física de estática de fluidos: fuerzas hidrostaticas

Problema de Física de estática de fluidos en el que hay que calcular las fuerzas hidrostaticas y dibujar los prismas de presiones en una compuerta. Este ejercicio de fluidos es más complicado que los otros anteriores, si ves que no sabes hacerlo te recomendamos que mires los otros problemas resueltos de física que hemos resuelto en los otros post que tienes en los enlaces del blog. Si buscas en las etiquetas del blog por "ejercicios resueltos de fluidos" te saldrán los problemas resueltos de fluidos de los días anteriores. Os esperamos en nuestro canal de Youtube, ya hay más de 10500 suscriptores y subiendo, únete y disfruta de los nuevos problemas semanales que ponemos en vídeo. Un saludo.

La compuerta de la Figura  se compone de una compuerta plana homogénea de peso 3920 N/m. lineal, inclinada 45º con libertad de giro alrededor de la rótula O; dicha compuerta se apoya a su vez sobre una segunda circular de 0,75 m de radio, articulada en su centro sobre un eje D. Esta segunda compuerta pesa 4900 N/m. lineal y su centro de gravedad G se sitúa como indica la figura.
Se pide:
a) Fuerza hidrostática sobre la compuerta plana y punto de aplicación
b) Fuerza ejercida en B sobre la compuerta curva.
c) Componente horizontal de la fuerza hidrostática sobre la compuerta curva.
d) Componente vertical de la fuerza hidrostática sobre la compuerta curva.
e) Fuerza ejercida sobre el tope A.
f) Fuerza ejercida sobre el eje D
g) Par a aplicar para la apertura de la compuerta inferior.

Nota: Dibujar los prismas de presiones acotados correspondientes a cada una de las fuerzas hidrostáticas.

Calcular las fuerzas indicando el módulo, dirección y sentido por m lineal de
profundidad.

Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 1 problema 5

a) Fuerza hidrostática sobre la compuerta plana y pto. de aplicación
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 2 problema 5
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 1 problema 5

Aplicación; centroide del prisma de presiones.
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 2 problema 5

b) Reacción en B (RB).
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 3 problema 5
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 3 problema 5

c) Componente horizontal de la fuerza hidrostática sobre la compuerta curva.
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 4 problema 5
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 4 problema 5

d) Componente vertical de la fuerza hidrostática sobre la compuerta curva.
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 5 problema 5
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 5 problema 5

e) Reacción en el tope A (RA).
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 6 problema 5
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 6 problema 5

La fuerza hidrostática del agua no genera momentos respecto de D, ya que las fuerzas
infinitesimales son perpendiculares a la superficie curva, es decir son radiales y pasan por el
centro de curvatura D.
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 7 problema 5

f) Fuerzas en la articulación D (Dx.Dy).
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 8 problema 5

Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica imagen 7 problema 5
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 9 problema 5

g) Par necesario para la apertura de la compuerta curva

El peso de la compuerta produce un momento de cierre de la misma. El resto de las
fuerzas que actúan sobre la compuerta curva no generan momentos ni de cierre ni de apertura.
El par ó momento necesario para la apertura de la compuerta será igual a dicho momento de
cierre, aplicado en el sentido horario.
Ejercicio resuelto de estatica de fluidos fuerza hidrostatica formula 10 problema 5



1 comentarios:

  1. Gracias por explicar tan bien los pasos para resolver estos ejercicios, no sabía como solucionarlos, un saludo

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