FLOTABILIDAD Y ESTABILIDAD

MECÁNICA DE FLUIDOS
Profesor:
JUAN ANDRÉS SANDOVAL HERRERA
FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMÉRICA - 2013

FLOTABILIDAD Y ESTABILIDAD DE CUERPOS
SUMERGIDOS EN FLUIDOS

Flotabilidad
Un cuerpo es empujadohacia arriba en un fluido por una fuerza
igual al peso del fluido desplazado. Esa fuerza (Fuerza de
empuje, o boyante) actúa a través del centroide.

FB = FE = f Vd

f : Peso específico del fluido;Vd : Volumen desplazado

Peso del sólido sumergido:

Si:

W = C V C

C : Peso específico del Sólido; VC : Volumen del sólido

1. FB > W (f > C El cuerpo flota sobre la superficie del líquido
2.FB = W (f = C El cuerpo flota con flotabilidad neutra
3. FB < W (f < C El cuerpo se hunde

Procedimiento de solución de problemas
de flotabilidad:
Determinar el objetivo del problema: peso delfluido, volumen o
fuerza.
Dibujar un diagrama de cuerpo libre incluyendo todas las fuerzas
que actúen sobre el cuerpo.
Escribir la ecuación de equilibrio de fuerzas en la dirección
vertical: Fy = 0con el supuesto de que la dirección positiva
es hacia arriba.
Resolver la ecuación teniendo en cuenta que:
•
Un cuerpo con peso específico menor al del fluido, flotará.
•
Un cuerpo con peso específicoigual al del fluido tiene
estabilidad neutral, es decir, permanecerá en una posición
dada donde sea que se sumerja en el fluido.
•
Un cuerpo con peso específico superior al del fluido, se
hundirá.Problemas resueltos de flotabilidad
1.
pescador está levantando un objeto fuera del agua de mar, con
•  Un
su caña de pescar. El pescador cuenta con un instrumento que le
permite medir la tensión en lacuerda y ésta presenta un valor de
120 N, cuando todavía el objeto - pescado está dentro del agua; y
200 N cuando está fuera del agua ; ¿Será posible que el objeto sea
un pescado, o no; y por qué?SOLUCIÓN:

Donde:
Pero cuando está fuera del agua, se cumple que la tensión, T, es igual peso,
W, porque el empuje del aire es despreciable.
Entonces,
Ahora se despeja el Vd de la fórmula de Empuje y...