Fuerza hidrostática en una superficie inclinada

Introduzca la profundidad vertical del centroide, el área mojada y la densidad del fluido. La gravedad estándar se aplica automáticamente, aunque usted puede modificarla. El resultado incluye la presión en el centroide y la fuerza en newtons y kilonewtons. Como la profundidad del centroide ya define la posición respecto de la superficie libre, la magnitud no requiere el ángulo de inclinación.

Use la profundidad vertical del centroide

La presión hidrostática aumenta linealmente con la profundidad vertical bajo la superficie libre. En una superficie plana, la distribución de presión puede sustituirse por una única fuerza resultante cuya magnitud equivale a la presión en el centroide del área multiplicada por el área sumergida. Por tanto, la profundidad necesaria es la distancia vertical desde la superficie libre hasta el centroide geométrico de la parte mojada. No es la longitud medida sobre la pendiente ni tiene por qué coincidir con la profundidad del borde superior, el borde inferior, la bisagra o el centro de presión. Si el plano indica una distancia sobre una inclinación, conviértala primero en su componente vertical mediante la geometría del problema. Cuando una placa atraviese la superficie libre, utilice solo la parte sumergida: determine el área y el centroide de esa forma mojada, no las dimensiones de toda la placa. La calculadora supone un fluido inmóvil de densidad uniforme y presión manométrica nula en la superficie libre.

Interprete la ecuación y los resultados

El cálculo usa F = rho g h_c A, donde rho es la densidad másica, g la aceleración gravitatoria, h_c la profundidad vertical del centroide y A el área sumergida. El producto intermedio rho g h_c es la presión manométrica en el centroide, expresada en pascales. Al multiplicarlo por el área se obtiene la fuerza en newtons, que también se presenta en kilonewtons. La inclinación influye en la geometría empleada para hallar el centroide y en la posición de la resultante, pero no cambia por sí sola la magnitud cuando ya se conocen la profundidad vertical y el área mojada. Por eso no se solicita un ángulo aunque muchos esquemas lo destaquen. La herramienta utiliza gravedad estándar de forma predeterminada; introduzca otro valor positivo si lo exige una especificación, una convención local o un entorno ajeno a la Tierra. Todos los datos deben ser números positivos y finitos; se rechazan valores nulos, negativos, ausentes o no numéricos.

Aplique el resultado dentro de sus límites

Utilice la fuerza resultante como carga normal total debida a la presión hidrostática manométrica sobre una cara del plano. Sirve para el dimensionamiento preliminar de compuertas, paneles de depósitos, escotillas, ventanas y otros componentes planos sumergidos. La magnitud por sí sola no localiza el centro de presión, no calcula el momento respecto de una bisagra, no descompone la fuerza en componentes ni incorpora la presión de la cara opuesta. Esas tareas requieren datos geométricos adicionales, como el segundo momento de área y la orientación. La ecuación también supone condiciones hidrostáticas: no representa impactos de olas, aceleración del fluido, golpe de ariete, arrastre viscoso ni cargas dinámicas. Si la densidad varía apreciablemente con la profundidad, debe integrarse la distribución con un modelo adecuado. Considere la precisión devuelta como una comodidad numérica, no como prueba de igual precisión en las mediciones. En un diseño real, aplique las combinaciones de carga, los coeficientes de seguridad, las reglas de materiales y la revisión profesional que exija la normativa correspondiente.