7.2: Fuerza
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Recordemos los siguientes factores de conversión:
0.433 psi = 1 pie y 1 psi = 2.31 pies
Echemos un vistazo a lo que en realidad dice 1 psi. Una (1) libra de fuerza por pulgada cuadrada de superficie. Por lo tanto, si tiene una (1) libra de agua y la coloca en una (1) pulgada cuadrada de área, la presión resultante sería de 1 psi.
La definición de fuerza puede explicarse como el empuje o tracción con el que un objeto puede cambiar la velocidad del objeto sobre el que se aplica. Si se conoce la presión y el área en la que se está aplicando la presión, se puede calcular la fuerza. Vea el ejemplo a continuación:
Una presión de 100 psi ejerce cuánta fuerza contra un área de 1 pulgada\(^2\)?
En este ejemplo, hay
\[\dfrac{100 \text {lbs}}{\text{in}^{2}} \times \text{in}^{2} \nonumber \]
Esto equivaldría a 100 lbs de fuerza porque el in\(^2\) cancelaría.
Esto dice que se están ejerciendo 100 libras de fuerza. Otro ejemplo de calcular la fuerza en libras sería calculando todo el volumen de agua y luego convirtiendo al agua del volumen de agua. Mira el ejemplo a continuación.
Si un tanque con un diámetro de 100 pies y mide 20 pies de altura, ¿cuál es la fuerza en la parte inferior? En este ejemplo, las dimensiones del tanque se pueden utilizar para calcular el volumen de agua.
\[V=0.785 \times(100 \mathrm{ft}) 2 \times 20 \mathrm{ft} \times 7.48=1,174,360 \mathrm{gal} \nonumber \]
Este volumen ahora se puede convertir en libras.
\[1,174,360 \text { gal } \times 8.34 \text { lbs/gal }=9,794,162 \text { lbs } \nonumber \]
Esta es la fuerza ejercida.
Ejercicio 7.2
- Calcular la fuerza ejercida sobre una válvula de 6” de diámetro con una presión de 90 psi.
- ¿Cuál es la fuerza en la base de una torre de 100 pies de altura llena de agua y un diámetro de 10 pies?
- Un tanque de agua mide 50 pies de altura y medio lleno. Si el diámetro es de 75 pies, ¿cuál es la fuerza que se ejerce en la parte inferior?
- Una boca de incendios con una abertura de 2 ½” tiene una presión de 130 psi. ¿Cuál es la fuerza correspondiente?