Flotacion de cuerpos

Flotación de cuerpos
Cuerpos flotantes son aquellos cuyos pesos son inferiores a los pesos de los volúmenes de líquidos que ellos puedan desalojar al ser sumergidos en estos.
Efectivamente la fuerza ascendente que actúa sobre un cuerpo sumergido en un fluido es simplemente el resultado de dos fuerzas hidrostáticas verticales: una, ka componente ascendente de la presion total ejercida por elfluido sobre la superficie inferior del cuerpo, y la otra, ka componente descendente de la presion total ejercida por el fluido sobre la superficie superior. Como la presion unitaria aumenta con la profundidad, la componente ascendente es mayor que la descendente, por tanto, la resultante es una fuerza ascendente o de flotación.
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes afirma que todocuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en la figuras:
• El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
• La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.[pic]
Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p·dS, donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie.
Puesto que la porción de fluido se encuentra enequilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.
De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto se cumple
Empuje = peso =ρf·gV
El peso de la porción de fluido es igual alproducto de la densidad del fluido ρf  por la intensidad de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V.
Se sustituye la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.
Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es elmismo, y actúa sobre el mismo punto, es decir, sobre el centro de empuje.
Lo que cambia es el peso del cuerpo y su punto de acción que es su propio centro de masa que puede o no coincidir con el centro de empuje.
|[pic] |Por tanto, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas el empuje y el|
||peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor |
| |ni están aplicadas en el mismo punto. |
| |En los casos más simples, supondremos que el sólido y el |
| |fluido son homogéneos y portanto coinciden el centro de |
| |masa del cuerpo con el centro de empuje. |





ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES Y SUMERGIDOS!

La estabilidad de un cuerpo parcial o totalmente sumergido es vertical y obedece al equilibrio existente entre el peso del cuerpo (W) y la fuerza de flotacion (Ff)

[pic] 
Ff=W (en el equilibrio)

ambas fuerzas son verticales y actuan a lo largo de la misma linea. La fuerza de flotacion estara aplicada en el centro de flotacion (CF) y el peso estara aplicado en el centro de gravedad (CG)

La estabilidad de un cuerpo parcialmente o totalmente sumergido es de dos tipos:

☺ ESTABILIDAD LINEAL: Se pone de manifiesto cuando desplazamos el cuerpo verticalmente hacia...