Cuerpos Flotantes

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
CENTRO REGIONAL DE CHIRIQUÍ
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
LICENCIATURA EN INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO # 4– MECÁNICA DE FLUIDOS
ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES
REALIZADO POR:
Ávila Yoryina

4-756-2500

Levy Tiffany

4-7531186

FACILITADOR:
ING. CESAR GÓMEZ
GRUPO:
2IC132
FECHA DE ENTREGA:
Jueves 31 de mayo de 2012

Objetivo General:
Reconocer y analizar la estabilidad de cuerpos flotantes.
Objetivo especifico:
 Conocer los conceptos de metacentro, fuerza de boyamiento, altura
metacéntrica, centro de gravedad.


Obtener las medidas necesarias para el cálculo del momento restaurador.

INTROCUCCIÓN
Cuando un cuerpo flotante experimenta una rotación, si el cuerpo es estable, se
producirá un momento par que provoca larestauración a la posición original del
cuerpo. Demostraremos cuanto varía este momento conforme el cuerpo se inclina
más hacia alguno de sus lados, además aplicaremos una rotación hacía la
izquierda y a la derecha para comprobar que el momento restaurador es igual en
magnitud para ambos casos. Se utilizará el principio de Arquímedes que dice que:
“Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta unempuje vertical y hacia arriba
igual al peso de fluido desalojado”.

MARCO TEÓRICO
La estabilidad de un cuerpo parcial o totalmente sumergido es vertical y obedece
al equilibrio existente entre el peso del cuerpo y la fuerza de flotación.

FF = W (en el equilibrio)

Ambas fuerzas son verticales y actúan a lo largo de la misma línea. La fuerza de
flotación estará aplicada en el centrode flotación (CF) y el peso estará aplicado en
el centro de gravedad (CG).

Equilibrio estable: cuando el par de fuerzas restauradoras devuelve el cuerpo a
su posición original. Esto se produce cuando el cuerpo tiene mayor densidad en la
parte inferior del mismo, de manera que el centro de gravedad se encuentra por
debajo del centro de flotación.

Equilibrio inestable: cuando el par defuerzas tiende a aumentar el
desplazamiento angular producido. Esto ocurre cuando el cuerpo tiene mayor
densidad en la parte superior del cuerpo, de manera que el centro de gravedad se
encuentra por encima del centro de flotación.

Equilibrio neutro: cuando no aparece ningún par de fuerzas restauradoras a
pesar de haberse producido un desplazamiento angular. Podemos encontrar este
tipo deequilibrio en cuerpos cuya distribución de masas es homogénea, de
manera que el centro de gravedad coincide con el centro de flotación.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para realizar este laboratorio se siguió el siguiente procedimiento:
1) Pasar la masa transversal ajustable, así como la base prismática flotante y
montarla.
2) Desplazar la masa deslizante hasta la parte superior del mástil, de modoque el centro de gravedad esté en lo alto del conjunto flotante.
3) Llenar el tanque volumétrico con agua.
4) Asegúrense que la masa ajustable esté en su posición central. Situar el
equipo en el tanque volumétrico y comprobar el cero entre la línea de
pomada y la escala.
5) Mover la masa ajustable a la derecha del centro en incrementos de 10 mm
x 10mm hasta el extremo de la escala,anotando el desplazamiento angular
de la línea de plomada para cada posición.
6) Repetir el mismo proceso para movimientos de la masa ajustable a la
izquierda del centro.

7) Repetir todo el proceso anterior para diferentes pesos de la masa deslizable
en el mástil, es decir, para diferentes posiciones del centro de gravedad.

DATOS OBTENIDOS
Para calcular los ángulos se dedujo la siguienteecuación: Y= 40 CM
θ = arc tan(X/Y)
M = Metacentro: punto de intersección de la línea de acción de la fuerza de
boyamiento y la línea central original del cuerpo.
MG = Altura metacéntrica (Distancia del centro de gravedad al metacentro).
D = W (peso del cuerpo)
BM = Fuerza de empuje.
Bm =I/V
Donde I = momento de inercia del área de la sección transversal por debajo de la
superficie líquida;...