La historia

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NOTAS FLOTABILIDAD Y ESTABILIDAD

Flotabilidad
Los fenómenos de flotación en el aire o el liquido se estudia en la mecánica de fluidos o mecánica de medios continuos. Aquí se estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos). La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes. También estudia las interacciones entre el fluidoy el contorno que lo contiene.

Cuando un elemento de fluido en movimiento se ve detenido por la existencia de esfuerzos tangenciales o cortantes que tienden a disminuir su velocidad relativa con respecto a los elementos contiguos. Entonces se dice que el fluido es viscoso, y el fenómeno recibe el nombre de viscosidad.

Y la flotabilidad es la Capacidad de flotar
Pregunta
¿Por qué untrozo de plomo pequeño se hunde en el agua pero no sucede con un barco de varias toneladas que flota en ella?

Respuesta
Buscar respuesta en los argumentos siguientes. El principio de Arquímedes explica la naturaleza de la flotabilidad: "Un cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta una fuerza ascendente igual al peso del líquido desplazado"

El volumen de aguadesplazada es idéntico al volumen de la parte sumergida del cuerpo.

Un cubo de 1m de arista, totalmente sumergido, desplazará exactamente 1 m3 de agua. Si el peso de este m3 de agua fuese 1,000Kg, entonces el cubo experimentaría una fuerza ascendente de 1,000 Kg.

Si el peso del cubo fuese 900 Kg, la fuerza ascendente sería mayor, por lo que el cubo subiría hasta que el peso del agua desplazada sea900 Kg.

El cubo estaría parcialmente sumergido (estaría flotando) y el volumen sumergido desplazaría exactamente 900 Kg de agua. El cubo tiene flotabilidad positiva.
-.Si el peso del cubo fuese 1,000 Kg, la fuerza ascendente sería igual al peso del cubo, por lo que tendría una flotabilidad neutra.
-.Si el cubo pesara 1,100 Kg, la fuerza ascendente sería menor que su peso, por lo que sehundiría. En todo caso, dentro del agua el cuerpo está sometido a la fuerza ascendente de 1,000 Kg, por lo que tendría un peso aparente de solo 100 Kg. El cuerpo tiene flotabilidad negativa.

La formula de Arquímedes queda expresada:

Donde ρf y ρs son respectivamente la densidad del fluido y del sólido sumergido; V el volumen del cuerpo sumergido; y g la aceleracion de la gravedad.

Ya hemosvisto que la fuerza ascendente que actúa sobre un cuerpo parcial o totalmente sumergido es igual al peso del líquido desplazado. ¿De qué depende este peso? De la densidad del líquido y del volumen del cuerpo sumergido.

El agua de mar es más densa que el agua dulce, 1ltr de agua de mar pesará más que 1ltr de agua dulce, ya que el agua salada tiene sales disueltas; de hecho en el mar muerto, que esel mas salado del mundo y en el nada vive, es mas fácil flotar por su alta densidad.

IMPORTANCIA DE LA FLOTABILIDAD EN LA VIDA DIARIA

Algunos de los efectos básicos de la flotabilidad son:
· Poder nadar sin hundirse
· Hacer que los barcos floten
· Hacer que los globos con helio suban

La importancia de este principio en la práctica del buceo radica en el concepto de flotabilidad de uncuerpo que de él se deriva. Así, un cuerpo tendrá:

- Flotabilidad negativa: cuando Pa>E, el cuerpo se hundirá en el seno del líquido.
- Flotabilidad neutra: cuando Pa = E,el cuerpo quedará estabilizado a dos aguas.
- Flotabilidad positiva:cuando Pa <>

Primera forma de la ecuación de la hidrostática:
La ecuación arriba es válida para todo fluido ideal (Fluido ideal es aquel fluidocuya viscosidad es nula) y real, con tal que sea incompresible.

Segunda forma de la ecuación de la hidrostática:
La constante C2 se llama altura piezométrica

Tercera forma de la ecuación de la hidrostática:

EXPERIMENTO DE FLOTABILIDAD
El Diablillo de Descartes. se basa en los principios de Arquímedes y de Pascal. Un pequeño recipiente de cristal (llamado diablillo) se coloca en...
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