Estabilidad de cuerpos flotantes

LABORATORIO N 3 –VICENTE LOYOLA MARVIN LABORATORIO DE ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES |
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INTRODUCCION

La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la hidrostática, de la cual el principio de Pascal y el de Arquímedes pueden considerarseconsecuencias.
El hecho de que los gases, a diferencia de los líquidos, puedan comprimirse hace que el estudio de ambos tipos de fluidos tenga algunas características diferentes.
En la atmósfera se dan los fenómenos de presión y de empuje que pueden ser estudiados de acuerdo con los principios de la estática de gases.
Se entiende por fluido un estado de la materia en el que la forma de los cuerposno es constante, sino que se adapta a la del recipiente que los contiene.
La materia fluida puede ser trasvasada de un recipiente a otro, es decir, tiene la capacidad de fluir.
Los líquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos.
Los primeros tienen un volumen constante que no puede mortificarse apreciablemente por compresión. Se dice por ello que son fluidosincompresibles.
Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el del recipiente que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los líquidos, sí pueden ser comprimidos.
El estudio de los fluidos en equilibrio constituye el objeto de la estática de fluidos, una parte de la física que comprende la hidrostática o estudio de los líquidos en equilibrio, y la aerostática o estudiode los gases en equilibrio y en particular del aire.

ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES

I. OBJETIVOS:

* Aplicar el principio de Arquímedes.
* Calcular la fuerza de empuje.
* Determinar el centro de gravedad
* Conocer los conceptos de metacentro, altura metacéntrica, centro de gravedad.
* Investigar la estabilidad de un cuerpo flotante.
* Determinar el centro degravedad.
* Determinar el centro de empuje.
* Calcular el metacentro.

II. RESUMEN:
Esta experiencia está diseñada para demostrar la estabilidad de un cuerpo flotante y para familiarizar al estudiante con los conceptos de flotabilidad, metacentro y altura metacéntrica.
Este experimento se basa en el principio de Arquímedes: un cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje haciaarriba con una fuerza igual al peso del fluido desplazado por él. La estabilidad depende de la localización relativa entre las fuerzas de empuje y el peso del cuerpo. La fuerza de empuje actúa hacia arriba a través del centro de gravedad del volumen desplazado y el peso actúa hacia abajo en el centro de masa del cuerpo. La estabilidad o inestabilidad se determina por el momento de recuperación o devolteo que se desarrolla cuando el centro de masa y el centro de empuje se mueven. Para cuerpos sumergidos se requiere que el centro de empuje se encuentre arriba del centro de masa.

III. MARCO TEORICO

3.1 ESTABILIDAD DE UN CUERPO FLOTANTE:

PRINCIPIO.- El centro de flotabilidad de un cuerpo flotante depende de la forma del cuerpo y de la posición en la cual esta flotando. Si elcuerpo esta perturbando para que se incline un ángulo pequeño, el centro de la flotabilidad cambia porque la forma del volumen sumergido también cambia.

Fig.1 flotabilidad de un cuerpo homogéneo
3.2 PRESION

Es una fuerza aplicada sobre una superficie, en forma de pareja sobre ella y en todas las direcciones.

3.3 PRESION RELATIVA O HIDROSTATICA

Es la a que se encuentrasometido todo cuerpo sumergido, su valor depende de la profundidad y densidad del medio. Es la presión debida al peso agua y aumentara aproximadamente 1kg/cm2 o sea una atmosfera cada 10,33m de profundidad.

3.4 PRINCIPIO DE ARQUIMIDES:

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, será empujado con una fuerza...