informe de fluidos










INTRODUCCION:
La fuerza que ejerce un fluido sobre una superficie plana sumergida es un punto importante en el estudio del curso de mecánica de fluidos, el presente informe da cuenta de las experiencias realizadas a partir de los conocimientos teóricos, mediante un proceso sencillo se lograra comparar los datos experimentales de dicha fuerza con los datos teóricos comprobandoasí la validez del modelo matemático estudiado , además se estimara un porcentaje de error que nos indicara de los posibles errores en la obtención de los datos o en la toma de medidas.



















1. OBJETIVOS:

Determinar experimentalmente la magnitud de la fuerza de presión hidrostática que actúa sobre una superficie plana sumergida.
Estimar el porcentaje de errorcon respecto a la fuerza resultante teórica.
2. MARCO TEORICO.

Empuje hidrostático: principio de Arquímedes
Los cuerpos sólidos sumergidos en un líquido experimentan un empuje hacia arriba. Este fenómeno, que es el fundamento de la flotación de los barcos, era conocido desde la más remota antigüedad, pero fue el griego Arquímedes quien indicó cuál es la magnitud de dicho empuje. De acuerdocon el principio que lleva su nombre, todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado. Considérese un cuerpo en forma de paralelepípedo, las longitudes de cuyas aristas valen a. b y e metros, siendo e la correspondiente a la arista vertical. Dado que las fuerzas laterales se compensan mutuamente,sólo se considerarán las fuerzas sobre las caras horizontales. La fuerza F sobre la cara superior estará dirigida hacia abajo y de acuerdo con la ecuación fundamental de la hidrostática su magnitud se podrá escribir como:

F1 = p1S1 = (Po+ d.g.h1).S1
Siendo S1la superficie de la cara superior y h¡ su altura respecto de la superficie libre del líquido. La fuerza

Equilibrio de los cuerpossumergidos.

De acuerda con el principio de Arquímedes, para que un cuerpo sumergida en un líquida esté en equilibrio, la fuerza de empuje E y el pesa P han de ser iguales en magnitudes y, además, han de aplicarse en el misma punto. En. tal caso la fuerza resultante R es cero y también la es el momento M, con la cual se dan las das condiciones de equilibrio.
La condición E = P equivale de hecha aque las densidades del cuerpo y del líquida sean iguales. En tal caso el equilibrio del cuerpo sumergido es indiferente. Si el cuerpo no es
Homogéneo, el centro de gravedad no coincide con el centro geométrico, que es el punto
En donde puede considerar que se aplicada la fuerza de empuje. Ello significa que las fuerzas E Y P forman un par que hará girar el cuerpo hasta que ambas estén alineadas.Equilibrio de los cuerpos flotantes.
Si un cuerpo sumergida sale a flote es porque el empuje predomina sobre el peso (E>P).
En el equilibrio ambas fuerzas aplicadas sobre puntos diferentes estarán alineadas; tal es el caso de las embarcaciones en aguas tranquilas, par ejemplo. Si par efecto de una fuerza lateral, como la producida par un golpe del mar, el eje vertical del navío se inclinarahacia un lada, aparecerá un par de fuerzas que harán .oscilar el barco de un lada a .otro. Cuanta mayor sea el momento M del par, mayor será la estabilidad del navío, es decir, la capacidad para recuperar la verticalidad. Ello se consigue diseñando convenientemente el casco y repartiendo la carga de modo que rebaje la posición del centra de gravedad, can la que se consigue aumentar el brazo delpar. Que es precisamente el valor del empuje predicho por Arquímedes en su principio, ya que V = c.S es el volumen del cuerpo, r la densidad del líquido. m = r.V la masa del liquido desalojado y finalmente m.g es el peso de un volumen de líquido igual al del cuerpo sumergido.


Fig1. Distribución de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido
La simetría de la distribución de las fuerzas permite...