Estabilidad de cuerpos

ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES Y SUMERGIDOS

KEVIN GUERRERO BOHORQUEZ
YICETH CASTRO SIERRA
ARLEDIS SANCHEZ
PAOLA ANTEQUERA

ING. GUSTAVO CAMARGO

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DE LA COSTA
CUC
MECANICA DE FLUIDOS
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA INGENIERÍA CIVIL
V SEMESTRE

BARRANQUILLA, MARZO DEL 2011
INTRODUCCION

Los submarinos y los globos climatológicos son dos ejemplos decuerpos que se encuentran completamente sumergidos en un fluido. Es importante, para este tipo de objetos, permanecer en una orientación específica a pesar de la acción de las corrientes, de los vientos o de las fuerzas de maniobra.

Las condiciones para la estabilidad de cuerpos completamente sumergidos en un fluido es que el centro de gravedad del cuerpo debe estar por debajo del centro deflotabilidad.

El centro de flotabilidad de un cuerpo se encuentra en el centroide del volumen del fluido desplazado, y es a través de este punto como actúa la fuerza boyante en dirección vertical. El peso del cuerpo actúa verticalmente hacia abajo a través del centro de gravedad. Si el centro de gravedad y el centro de flotabilidad de un cuerpo coinciden, como en el caso de un cuerpo sólido,el peso y la fuerza boyante actúan a través del mismo punto, sin que se produzca el par. En este caso, el cuerpo tendría una estabilidad neutral y permanecería en cualquier orientación en la que se le colocara, con respecto a un eje horizontal.

La fuerza resultante ejercida sobre un cuerpo por un fluido estático que se encuentra sumergido o flotando se conoce como la fuerza deboyamiento. Ésta siempre actúa verticalmente hacia arriba. No puede existir componente horizontal de la resultante debido a que la proyección del cuerpo sumergido o la porción sumergida de un cuerpo flotante sobre un plano vertical siempre es cero.

OBJETIVOS

Objetivo General:
* Analizar la estabilidad de cuerpos flotantes y sumergidos.

Objetivos Específicos:
* Considerar el Principio deArquímedes como base para la estabilidad de cuerpos.
* Saber cómo influye la fuerza de boyamiento en la estabilidad de los cuerpos.
* Manejar los conceptos aferrados a la estabilidad de cuerpos.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
El principio de Arquímedes dice que un cuerpo sumergido total o parcialmente en un medio fluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen del fluidodesalojado. Este empuje se encuentra situado en el centro de gravedad del volumen desplazado y se llama centro de empuje.
El empuje que experimenta un cuerpo sumergido parcial o totalmente en un fluido, es la diferencia entre la componente vertical de la fuerza de presión en su lado inferior y la misma componente de la fuerza en su lado superior.

ESTABILIDAD DE CUERPOS
La estabilidad de un cuerpoparcial o totalmente sumergido es vertical y obedece al equilibrio existente entre el peso del cuerpo (W) y la fuerza de flotación (Ff).

 
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 centro de flotación (CF) y el peso estará aplicado en el centro de gravedad (CG)

La estabilidad de un cuerpoparcialmente o totalmente sumergido es de dos tipos:

* ESTABILIDAD LINEAL: Se pone de manifiesto cuando desplazamos el cuerpo verticalmente hacia arriba. Este desplazamiento provoca una disminución del volumen del fluido desplazado cambiando la magnitud de la fuerza de flotación correspondiente. Como se rompe el equilibrio existente entre la fuerza de flotación y el peso del cuerpo (FfW), apareceuna fuerza restauradora de dirección vertical y sentido hacia abajo que hace que el cuerpo regrese a su posición original, restableciendo así el equilibrio.
De la misma manera, si desplazamos el cuerpo verticalmente hacia abajo, aparecerá una fuerza restauradora vertical y hacia arriba que tendera a devolver al cuerpo su posición inicial. En este caso el centro de gravedad y el de flotación...