Principio De Arquímedes y Aplicaciones

¿Qué principios utilizan los barcos?
El principio fundamental es el de Arquímedes que dice así: “Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja”

Donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en elmismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normalesy descrito de modo simplificado) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro decarena.
¿Cuál es su centro de gravedad y de empuje?
En un barco intervienen fundamentalmente dos fuerzas: su peso, cuyo punto de aplicación es el centro de gravedad G del barco, y el empuje que recibe, cuyo punto de aplicación es el centro de empuje C. Cuando el barco está en equilibrio, ambas fuerzas están en la misma recta de acción, tienen la misma intensidad y sentidos contrarios. Ahora bien, enlos barcos es muy importante un punto llamado metacentro, M, que es la intersección de la vertical que pasa por el centro de empuje y el eje de simetría del barco que pasa por G.
El barco al ser impulsado por la ola, se desvía de su posición de equilibrio. En estas condiciones, si el centro de gravedad esta por debajo del metacentro, aunque esté por encima del centro de empuje, el equilibrio delbarco será estable, pues cuando el eje del buque se desplaza de su posición vertical, aparece un par de rotación que tiende a llevar al barco a su posición estable. Por el contrario, si el barco se inclina demasiado, el centro de gravedad queda por encima del metacentro, el equilibrio es inestable; el par de fuerzas que se origina haría volcar el barco. Si el metacentro y el centro de gravedadcoinciden, el equilibrio es indiferente
Explicación científica:
La forma amplia y plana del barco desaloja más agua que la bola compacta del mismo material. El interior del barco está lleno de aire. Juntos el barco y el aire de su interior son más ligeros que el agua que desalojan por lo que el barco flota.
Cuanto más se llena la barca, más se sumerge en el agua. La barca es cóncava y contieneaire. Cuando se la llena de objetos aún manteniendo las mismas dimensiones, pesa más, es decir tiene una densidad mayor (la densidad es la relación entre la masa y el volumen). Mientras el agua desalojada tiene un peso mayor que la bañera, asta última permanece a flote, aunque se sumerja cada vez más; cuando el peso de la bañera supera al agua desalojada, la bañera se hunde.
Los grandes buquescontenedores están divididos de forma similar para estabilizar y equilibrar la carga.
El último caso, corresponde al diseño de un catamarán, que es muy estable y no vuelca con facilidad.

Unidades que maneja el principio de Arquímedes:
Densidad del líquido: Kg/m^3
Volumen sumergido: m^3
Gravedad: m/s^2
Fuerza de empuje: N

Estructura de los submarinos:
Casi todos los submarinos actualespresentan una estructura de doble casco: un casco interno de acero, resistente a la presión y que resguardaría los elementos vitales del submarino (tripulación, maquinaria y equipos especiales).Un segundo casco, menos resistente, cubre total o parcialmente el casco resistente de acero. El espacio que hay entre ambos cascos se halla dividido en varios compartimentos que se pueden llenar o vaciar: sonlos tanques de lastre principales, que permiten la emersión-inmersión del submarino. Entre los dos cascos se aloja asimismo el combustible. Entre los tanques de lastre secundarios podemos encontrar: tanques de nivelación de popa y de proa, tanques de aceite, de agua sucia, de agua dulce, de regulación, de compensación de torpedos de combustible de compensación y otros
Algunos submarinos presentan...