maqueta de fisica 2

Páginas: 4 (848 palabras) Publicado: 25 de febrero de 2015
PONER UN BARCO A FLOTE
Un barco está hundido a cierta profundidad, trataremos de ponerlo a flote, inyectando aire para desalojar el agua que contiene. El barco empieza a ascender cuando el empujese hace igual al peso. Se calculará el volumen y la masa de aire a presión atmosférica que tenemos que suministrar accionado un compresor. Calcularemos además, la distancia que recorre el barco desdeel fondo hasta situarse flotando en la superficie del agua.
Fundamentos físicos
En el análisis de esta situación física se pone en relación
El principio de Arquímedes
La ecuación fundamental dela estática de fluidos
La transformación isoterma de un gas ideal.
Consideremos un barco que tiene la forma de una caja rectangular (paralepípedo) de 10 m de altura y de sección 280 m2.
El barcohundido


El barco empieza a flotar cuando el peso del barco iguale al empuje. El empuje es el peso del volumen de agua desalojada
mg=r Sxg
Donde r es la densidad del agua de mar (tomaremos1000 kg/m3) aunque que es algo mayor que la del agua dulce, S el área de la base del barco, y x la altura de aire en el barco, en color amarillo en la figura.
Ejemplo:
Para un buque de 863 Tm, elvalor de x es aproximadamente 3.08 m. Lo que corresponde a un volumen de aire de 862 m3 (el área de la base del barco es de 280 m2)
La presión del aire será
p=p0+r g(y-h+x)
Donde y es la profundidad, yh la altura del barco (10 m). Para una profundidad y=26 m la presión vale p=287000 Pa. Y el volumen de aire que hemos calculado es V=862 m3
El aire que ha de suministrar el compresor esaproximadamente igual al que ocuparía el aire comprimido en el barco a la presión atmosférica (p0=105 Pa) a la misma temperatura.
p0V0=pV 100000·V0=287000·862
Se obtiene un volumen de aire de V0=2475 m3. Eltiempo que tarda el compresor en bombear este volumen depende del caudal. Si el caudal es 1000 m3/min, entonces tarda 2.5 min.
Podemos también calcular la masa de aire contenida en dicho volumen a la...
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