Fuerzas sobre superficies planas, horizontales, verticales y inclinadas.

1. UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
“Año de la lucha contra La Corrupción e impunidad “
TEMA
 FUERZA SOBRE SUPERFICIES SUMERGIDAS.
 SUPERFICIE PLANAS: INCLINADA,
VERTIVAL, HORIZONTAL.
 SUPERFICIES CURVAS.
INGENIERO: ESPINOZA GALARZA, RODHO.
ALUMNO : ALIAGA RECINAS, BLADIMIR.
CICLO : 5 TO
CURSO : MECANICA DE FLUIDOS
HUÁNUCO – PERÚ

2. 1
INDICE
DEDICATORIA 2
INTRODUCCIÓN 3
OBJETIVOS 4
FUERZA SOBRE SUPERFICIE PLANAS 5
PRIMER MOMENTO DE AREA 8
SEGUNDO MOEMNTO DE AREA 9
FUERZA SOBRE SUPERFICIE INCLINADA 10
FUERZA SOBRE SUPERFICIE VERTICAL 11
FUERZA SOBRE SUPERFICIE HORIZONTAL 11
FUERZA SOBRE SUPERFICIE CURVAS 12
EJERCICIOS SOBRE SUPERFICIES PLANAS 13
EJERCICIOS SOBRE SUPERFICIES CURVAS 14

3. 2
DEDICATORIA
La presente monografía está dedicado a cada uno de
los que aportaron sus investigaciones, además a
nuestrospadresporquegraciasa ellos son los quenos
ayudan en salir adelante y nos orientan en ir por un
buen camino.
Asimismo, está dedicado a nuestro docente ya que es
nuestra guía por el camino del saber y del
conocimiento.

4. 3
INTRODUCCIÓN
En la actualidad los estudiantes como los ingenieros deben calcular las
fuerzas ejercidas por los fluidos con el fin de poder diseñar
satisfactoriamente las estructuras que los contienen. Es por eso la
importancia de aprender y saber la diferencia características de los fluidos
sobre las distintas superficies, en este caso, la superficie plana.
Un fluido es un estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no
es constante y estático si todas y cada una de sus partículas se encuentra
en reposos o tienen una velocidad constante con respecto a un punto de
referencia inercial, que aquí la estática de fluidos cuenta con la
herramientas para estudiarlo, con la certeza de que en este caso no
tendremos esfuerzos cortantes y que manejamos solo distribuciones
escaleras de presión, lo cual es el objetivo principal.
En nuestra formación como ingeniero y en la vida cotidiana, interviene
diferentes disciplinas fundamentales, tal es el caso de la mecánica de los
fluidos que es la parte de la mecánica que estudia la leyes del
comportamiento de los fluidos en equilibrio (hidrostática) y en movimiento
(hidrodinámica).
En ese sentido, los fluidos experimentan una serie de eventos, como por
ejemplo la accione de una fuerza que actúan en los cuerpos sumergidos,
llamados presión hidrostática.

5. 4
OBJETIVOS
1. Determinar la posición del centro de presiones de una superficie
plana parcialmente sumergida en un líquido en reposos.
2. Comparar la fuerza hidrostática teórica con la fuerza hidrostática
práctica.
3. Compara el momento causado por la fuerza hidrostática, con el
momento causado con las pesas colocadas.

6. 5
FUERZAS SOBRE SUPERFICIE PLANAS
Las fuerzas que actúan sobre superficies sumergidas son
paralelas y su resultante se aplica sobre un punto llamado
centro de presión.
La presión que actúa sobre un punto cualquiera viene dada por:
P = Po+ 𝜌gh
P0 : representa la presión sobre la superficie libre.
h: es la altura vertical medida desde la superficie libre.
Considerad
o

7. 6
En caso que la superficie no esté vertical, h viene dada por h=ysen2, por lo
que:
P = Po+ 𝜌 g ysen 𝞡
Como consecuencia del aumento de presión con la profundidad, la fuerza
aumenta, lo que hace que el centro de aplicación se desplace hasta un
nuevo punto conocido como Centro de presión.
Pc
Centroide
Centro de presión
Superficieplana
Del Área A

8. 7
El Centro de presión está desplazado, respecto al centro de masas o
Centroide siempre en sentido descendente por ser la presión mayor a
medida que descendemos.
La fuerza neta que actúa sobre una superficie plana sumergida viene dada
por:
Pc
Centroide
Centro de presión
Superficieplana
Del Área A
Superficie
plana
Prisma de
presión de
volumen V
Distribución
de presión
= diferencial de área

9. 8
Coordenada del Centroide
La fuerzatotal será:
La presión Po sueleser la atmosférica, quesedesprecia por actuar sobre
ambos lados. En caso contrario hay que modificar la expresión anterior
Superficie
libre
Centroide de
superficie

10. 9
Para determinar el punto de aplicación de la fuerza, es necesario
establecer condición de equilibrio incluyendo suma nula de momentos.
MOMENTO DE INERCIA DE SUPERFICIES PLANAS
Segundo momento del área
Centroide de
superficie Centroide de área
Línea de acción

11. 10
Placa rectangular
Las fuerzas hidrostáticas que actúan sobre una superficie plana forman
un volumen cuya base(cara izquierda) es la superficiey cuya altura es la
presión.
Fuerzas sobre superficies planas (Placa rectangular inclinada)
PRESION DE PRISMA
Superficie
Plato inclinado

12. 11
Fuerzas sobre superficies planas (Placa rectangular vertical)
Fuerzas sobre superficies planas (Placa rectangular horizontal)
Fuerzas sobre superficies planas (presa)
La presión que actúa sobre la base de una presa está relacionada con las
fuerzas y momentos que actúan sobre dicha base.
Plato vertical

13. 12
Fuerzas sobre superficies curvas
Para determinar la fuerza sobreuna superficie curva se descompone la
fuerza en sus componentes vertical y horizontal.
Fuerzas sobre superficies curvas
La componente horizontal es la fuerza hidrostática que actúa sobre la
proyección vertical
La componente vertical es la fuerza hidrostática que actúa sobre la
proyección horizontal más el peso del fluido contenido en el volumen
Proyecciónhorizontal de
la superficiecurva.
Proyección
vertical dela
superficiecurva.
Liquido
Bloque de
líquido
Diagrama de cuerpo
libre del bloque de
líquido cerrado.
Superficie
curva
Superficie
curva

14. 13
Cuando la superficie está en contacto con varios fluidos se trata de
manera independiente la zona afectada por cada fluido.
EJERCICIOS
Agua
Petróleo

15. 14