mecanica de los fluidos

1. MÁQUINAS HIDRÁULICAS I
Problemario N° 5. Fuerzas sobre Superficies sumergidas
1.- En los tanques de la figura 1 y 2 calcule la fuerza total en el fondo de los mismos.
Figura 1 Figura 2
2.- La figura 3 muestra la válvula del fondo en un tanque cilíndrico de 500 mm de diámetro y 1800 mm de altura
que se utiliza como regadera para regiones alejadas. ¿Cuánta fuerza se necesita para abrir la válvula, empujando la
tapa hacia arriba, si la misma debe aplicarse por lo menos a tres cuartas partes de la longitud de la tapa desde la
bisagra?
3.- La ventanilla de un camarote inferior en un buque de pasaje se ubica como muestra la figura 4, si la gravedad
específica del agua de mar es 1,025; determine la fuerza hidrostática sobre la ventana y la ubicación del centro de
presión en la misma.
Figura 3
Figura 3 Figura 4
¾ L

2. 4.- Una placa rectangular de 5 metros de altura y 5 metros de ancho bloquea el extremo de un canal de agua dulce
de 4 metros de profundidad, como muestra la figura 5. La placa está articulada en torno a un eje horizontal a lo
largo del borde superior y pasa por el punto A, y su apertura la restringe un borde fijo en B. determine la magnitud
de la fuerza que se ejerce sobre la placa por el borde.
5.- la pared de la figura 6 tiene 4 metros de ancho, calcule la fuerza resultante sobre la pared debida a la presión
generada por el aceite, determine la ubicación del centro de presión y muestre la fuerza resultante en la figura.
Figura 5 Figura 6
6.- En las figuras 7, 8, 9 y 10 calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre el área indicada, la ubicación del
centro de presión, señale la fuerza resultante en la figura y dimensione su ubicación.
Figura 7 Figura 8

3. Figura 9 Figura 10
7.- repita el problema 6 para la figura 8 solo que ahora el tanque está sellado en la parte superior, y hay una presión
de 13,8 KPa sobre el aceite.
8.- repita el problema 6 para la figura 9 solo que ahora el tanque está sellado en la parte superior, y hay una presión
de 20 KPa sobre el aceite.
9.- para las figuras 11, 12, 13 y 14 calcule la magnitud y dirección de la fuerza resultante sobre la superficie curva
Figura 11 (la superficie mide 2 m de longitud) Figura 12 (el túnel tiene 800 pies de largo)

4. Figura 13 (la superficie mide 2,5 m de longitud) Figura 14 (la superficie mide 1,5 m de longitud)
10.- repita el problema 9 para las figuras 11 y 14, solo que ahora el tanque está sellado en la parte superior, y hay
una presión de aire de 7,50 KPa sobre el fluido.
11.- se usa un cilindro sólido de 3 yardas de largo y de 2 pies de radio, articulado en el punto A, como muestra la
figura 15. Cuando el nivel de agua llega a 15 pies, la compuerta cilíndrica se abre, girando en torno a la articulación
en el punto A. determine la fuerza hidrostática que actúa sobre el cilindro y su línea de acción cuando la compuerta
se abre.
12.- el flujo de agua desde un recipiente se controla por una compuerta en forma de L de 5 pies de ancho, articulada
en el punto A, como muestra la figura 16. Si se desea que la compuerta se abra cuando la altura del agua sea de 12
pies, determine la masa del peso necesario W (en Lbm).
Figura 15 Figura 16