Fluidos








Laboratorio #3

















Curso: CI-3101 Mecánica de Fluidos.
Nombres: Natalia Arias Ignacio Farías Joaquín Mujica
Ayudante: Felipe Negrete
Fecha entrega: 03/Octubre/2012
Índice
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………….3
Objetivos…………………………………………………………………………………………………………………………….4Metodología……………………………………………………………………………………………………………………….5
Cálculos y resultados……………………………………………………………………………………………………6,7,8,9
Análisis de resultados y conclusiones………………………………………………………………………………10















Introducción

En este laboratorio se trabajó con un fluido de forma estática, para realizarlo se necesitó una pequeña introducción teórica.
El principio de Pascal nos dice que la presión en un punto actúa en todas las direcciones y con la misma magnitud, por otro lado la distribución de presión en un fluido setraduce en la siguiente expresión: . El caso que se trabajó en el laboratorio es cuando el fluido es sometido al campo gravitacional terrestre como única fuerza exterior, es decir se tomo el sistema de coordenadas de tal forma que (con aceleración de gravedad) y considerando el líquido incompresible se obtiene la Ley de Hidrostática: ) donde es la presión en . También sabemos que la presión sedefine como la fuerza que se aplica sobre una superficie de la siguiente manera lo cual nos sirve para calcular las fuerzas que ejerce el líquido encerrado que en el caso del laboratorio era un recipiente con tres caras planas verticales y dos curvas.
Se sabe que sobre las caras planas verticales, se puede calcular la fuerza total aplicada en sentido horizontal sobre esta pared, calculando unprisma de presiones que se proyecta sobre la cara. Es equivalente para caras inclinadas, donde el prisma de presiones se proyecta sobre la cara, sabiendo que la presión se aplica siempre perpendicular a la superficie y depende de la profundidad a la que se encuentra cada punto de la cara.Por último, sobre superficies curvas, se proyecta la fuerza sobre la superficie plana equivalente y se calculaprisma de presiones o bien la columna vertical de líquido, según sea conveniente.
Con respecto al experimento realizado, consistió en ocupar el aparato mostrado en la figura, que tiene ubicada una regla al lado izquierdo la cual cuenta con un porta pesos para ir equilibrando el toque que se produce al depositar agua en el recipiente semicircular, este recipiente se puede rotar en el ángulo quequeramos. Por otro lado el instrumento tiene unos tornillos con los cuales se debe equilibrar el centro de masa antes de comenzar a usarlo.




Objetivos
El objetivo principal es encontrar la posición del metacentro de forma teórica para luego compararlo con el cálculo que se hará de éste según los datos tomados, también se quiere saber cuál es la relación que tiene con la estabilidad deldispositivo y el volumen de carena.
Para ello la guía nos pide los siguientes puntos a desarrollar:
1. Para la geometría del dispositivo, determinar teóricamente la posición del metacentro y la altura metacéntrica, en función de la posición del centro de gravedad. Demuestre que la posición del metacentro no depende de la posición vertical del centro de gravedad.
2. Usando el procedimientoexperimental señalado anteriormente, determinar la posición del metacentro variando el centro de gravedad en la vertical y manteniendo fija su posición en la horizontal. Compare esta posición con las encontradas mediante las expresiones teóricas del punto anterior. Concluya respecto a la variación de la posición del metacentro al variar la posición vertical del centro de gravedad.
3. Para cada una de lasmedidas del punto anterior, encuentre el valor del volumen de carena y el momento de inercia del plano de flotación. Con esta información, compruebe el valor de la masa del equipo, y caracterice la estabilidad de cada una de las posiciones. Para encontrar el gradiente de considere que se aproxima por el...