152961401 EMPUJE FLOTACION
Páginas: 14 (3486 palabras)
Publicado: 10 de noviembre de 2015
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
• “ TODO CUERPO SUMERGIDO EN UN LÍQUIDO RECIBE UNA FUERZA
DESDE ABAJO HACIA ARRIBA, IGUAL AL PESO DEL LIQUIDO
DESALOJADO”
• TAL FUERZA SE CONOCE COMO EMPUJE.
• SE LLAMA PESO APARENTE AL PESO DE UN CUERPO EN UN LÍQUIDO:
Pesoap = Peso - Empuje
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
1
EMPUJE
•
•
•
Sobre la sup. Superior actúa
una fuerza F1 hacia abajo.
Sobre la sup.Inferior actúa una
fuerza F2 hacia arriba.
Como F1
llamaremos EMPUJE:
E = F2 – F 1
F1 es la fuerza peso de la columna que se
encuentra por encima de h1.
El EMPUJE es el peso de la columna de
líquido de igual volumen que el
cuerpo sumergido.
F2 es la fuerza peso de la columna que se
encuentra por encima de h2.
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
2 EMPUJE
•
•
EMPUJE:
E = F 2 – F1
P2= .g.h2 y P1= .g.h1
F1=P1.A y F2=P2.A
E=(P2.A) - (P1.A)
E=( .g.h2.A) – ( .g.h1.A)
E= .g.A.(h2-h1) = .g.A.L
E= .g.V = ( .V).g = m.g
E=Peso del liquido
El EMPUJE es el peso de la columna de
líquido de igual volumen que el
cuerpo sumergido.
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
3
Empuje = peso del liq. Desalojado
E = mliq.g=
liq.Vliq.g
E=
=
liq.Vliq
=liq.Vcuerpo
liq.Vcuerpo
Importante: es el volumen del cuerpo, y no su peso, lo
que determina el empuje cuando está totalmente
sumergido.
– Un cuerpo grande sumergido recibirá un gran empuje;
– Un cuerpo pequeño, recibe un empuje pequeño.
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
4
¿Porqué algunos cuerpos flotan y otros no?
• Sobre un cuerpo sumergido actúan 2 fuerzas.
1) su peso ( hacia abajo) y 2)empuje (hacia
arriba). Puede ocurrir:
• E=d.g.Vliq
Pc=d.g.Vcuerpo
– E – E=P ( liq=
aguas.
– E>P ( liq>
cuerpo):
el cuerpo se hunde al fondo.
cuerpo): el cuerpo queda flotando entre 2
cuerpo):
el cuerpo flota.
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
5
TABLA DE DENSIDADES
Densidad de algunas sustancias
aluminio 2.7 g/cm3
agua
1 g/cm3
cobre
8.95 g/cm3
oro
19.3 g/cm3
plata
10.5 g/cm3platino
21.4 g/cm3
plomo
11.3 g/cm3
sodio
.968 g/cm3
titanio
4.5 g/cm3
uranio
19.1 g/cm3
zinc
7.1 g/cm3
Sustancia
Densidad en
kg/m3
Densidad en
g/c.c.
Agua
1000
1
Aceite
920
0,92
Gasolina
680
0,68
Plomo
11300
11,3
Acero
7800
7,8
Mercurio
13600
13,6
Madera
900
0,9
Aire
1,3
0,0013
Butano
2,6
0,026
Dióxido de
carbono
1,8
0,018
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS6
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
7
Estabilidad de los cuerpos sumergidos
•
Un cuerpo en un fluido se considera estable si regresa a su posición original
después de habérsele dado un giro pequeño sobre su eje horizontal.
•
La condición de estabilidad para los cuerpos sumergidos por completo en un fluido
es que su centro de gravedad esté por debajo de su centro de flotabilidad.
•
Elcentro de flotabilidad de un cuerpo se encuentra en el centroide del volumen
desplazado de fluido, y es a través de dicho punto que la fuerza de flotación actúa
en dirección vertical.
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
8
•
•
La condición para la estabilidad de los cuerpos flotantes es diferente de
aquella para los cuerpos sumergidos por completo. Se muestra la
geometría de un cuerposumergido parcialmente.
En a) se observa el cuerpo flotante se encuentra en su orientación de
equilibrio y el centro de gravedad (cg) está arriba del de flotabilidad (cb).
Si el cuerpo gira, el cb cambia a una posición nueva debido a que se
modifica la geometría del ´volumen desplazado. La fuerza flotante y el
peso ahora producen un par estabilizador que tiende a regresar el cuerpo
a su orientaciónoriginal.
INGENIERIA CIVIL - MECANICA DE FLUIDOS
9
•
Metacentro: (mc) es la intersección del eje vertical de un cuerpo cuando está en su posición
de equilibrio, con una línea vertical que pasa a través de la posición nueva del centro de
flotación cuando el cuerpo gira levemente. «Un cuerpo flotante es estable si su centro de
gravedad está por debajo del metacentro».
La distancia al metacentro...
• “ TODO CUERPO SUMERGIDO EN UN LÍQUIDO RECIBE UNA FUERZA
DESDE ABAJO HACIA ARRIBA, IGUAL AL PESO DEL LIQUIDO
DESALOJADO”
• TAL FUERZA SE CONOCE COMO EMPUJE.
• SE LLAMA PESO APARENTE AL PESO DE UN CUERPO EN UN LÍQUIDO:
Pesoap = Peso - Empuje
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1
EMPUJE
•
•
•
Sobre la sup. Superior actúa
una fuerza F1 hacia abajo.
Sobre la sup.Inferior actúa una
fuerza F2 hacia arriba.
Como F1
llamaremos EMPUJE:
E = F2 – F 1
F1 es la fuerza peso de la columna que se
encuentra por encima de h1.
El EMPUJE es el peso de la columna de
líquido de igual volumen que el
cuerpo sumergido.
F2 es la fuerza peso de la columna que se
encuentra por encima de h2.
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2 EMPUJE
•
•
EMPUJE:
E = F 2 – F1
P2= .g.h2 y P1= .g.h1
F1=P1.A y F2=P2.A
E=(P2.A) - (P1.A)
E=( .g.h2.A) – ( .g.h1.A)
E= .g.A.(h2-h1) = .g.A.L
E= .g.V = ( .V).g = m.g
E=Peso del liquido
El EMPUJE es el peso de la columna de
líquido de igual volumen que el
cuerpo sumergido.
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Empuje = peso del liq. Desalojado
E = mliq.g=
liq.Vliq.g
E=
=
liq.Vliq
=liq.Vcuerpo
liq.Vcuerpo
Importante: es el volumen del cuerpo, y no su peso, lo
que determina el empuje cuando está totalmente
sumergido.
– Un cuerpo grande sumergido recibirá un gran empuje;
– Un cuerpo pequeño, recibe un empuje pequeño.
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¿Porqué algunos cuerpos flotan y otros no?
• Sobre un cuerpo sumergido actúan 2 fuerzas.
1) su peso ( hacia abajo) y 2)empuje (hacia
arriba). Puede ocurrir:
• E=d.g.Vliq
Pc=d.g.Vcuerpo
– E – E=P ( liq=
aguas.
– E>P ( liq>
cuerpo):
el cuerpo se hunde al fondo.
cuerpo): el cuerpo queda flotando entre 2
cuerpo):
el cuerpo flota.
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TABLA DE DENSIDADES
Densidad de algunas sustancias
aluminio 2.7 g/cm3
agua
1 g/cm3
cobre
8.95 g/cm3
oro
19.3 g/cm3
plata
10.5 g/cm3platino
21.4 g/cm3
plomo
11.3 g/cm3
sodio
.968 g/cm3
titanio
4.5 g/cm3
uranio
19.1 g/cm3
zinc
7.1 g/cm3
Sustancia
Densidad en
kg/m3
Densidad en
g/c.c.
Agua
1000
1
Aceite
920
0,92
Gasolina
680
0,68
Plomo
11300
11,3
Acero
7800
7,8
Mercurio
13600
13,6
Madera
900
0,9
Aire
1,3
0,0013
Butano
2,6
0,026
Dióxido de
carbono
1,8
0,018
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Estabilidad de los cuerpos sumergidos
•
Un cuerpo en un fluido se considera estable si regresa a su posición original
después de habérsele dado un giro pequeño sobre su eje horizontal.
•
La condición de estabilidad para los cuerpos sumergidos por completo en un fluido
es que su centro de gravedad esté por debajo de su centro de flotabilidad.
•
Elcentro de flotabilidad de un cuerpo se encuentra en el centroide del volumen
desplazado de fluido, y es a través de dicho punto que la fuerza de flotación actúa
en dirección vertical.
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•
•
La condición para la estabilidad de los cuerpos flotantes es diferente de
aquella para los cuerpos sumergidos por completo. Se muestra la
geometría de un cuerposumergido parcialmente.
En a) se observa el cuerpo flotante se encuentra en su orientación de
equilibrio y el centro de gravedad (cg) está arriba del de flotabilidad (cb).
Si el cuerpo gira, el cb cambia a una posición nueva debido a que se
modifica la geometría del ´volumen desplazado. La fuerza flotante y el
peso ahora producen un par estabilizador que tiende a regresar el cuerpo
a su orientaciónoriginal.
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9
•
Metacentro: (mc) es la intersección del eje vertical de un cuerpo cuando está en su posición
de equilibrio, con una línea vertical que pasa a través de la posición nueva del centro de
flotación cuando el cuerpo gira levemente. «Un cuerpo flotante es estable si su centro de
gravedad está por debajo del metacentro».
La distancia al metacentro...
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