FLOTACIÓN

FLOTACIÓN
El primer requisito para que un barco flote es que cumpla con el principio de Arquímedes es decir, que se construya de tal forma que:
Desplace más agua que su cuerpo
Guardar simetría tanto geométrica, como sobre todo, dinámicamente; (al estar enagua tranquila el barco guarde una posición horizontal) Matemáticamente hablando, existen dos fuerzas que afectan la estabilidad de un barco:El peso del mismo
El empuje que recibe por porte del agua desalojada.

Por lo que se debe cumplir que:



El peso del barco actúa en el centro de gravedad de este (CG) mientras que el empuje actúa en el centro de gravedad del volumen sumergido del barco, al cual se le llama centro de flotabilidad (CF) o de la canela (C).
La Fig. 7.1 muestra un barco en aguas tranquilas, en esta condición el barcose encuentra estable, con su centro de gravedad situado por encima del centro de flotabilidad. En este caso, las fuerzas involucradas, es decir, el peso del barco y el empuje actúan sobre la misma línea de acción.







Sin embargo, cuando el barco se encuentra en altamar sufre cierto balanceo debido al oleaje y al viento. Para este caso, en la Fig. 7.2 se muestra un barco sufriendo un ciertobalanceo. El centro de gravedad del barco (donde actúa el peso) sigue estando donde mismo, no así el centro de flotabilidad ya que este se ha trasladado a la izquierda debido a que la forma del volumen desplazado cambia por la forma del barco. El barco de esta figura se dice que es un BARCO ESTABLE, ya que como puede verse, la acción combinada de las dos fuerzas (peso W y empuje E) provocan unmomento tendiente a enderezar el barco.
El barco de la Fig. 7.3 se encuentra ladeado, pero este barco quizá es muy angosto o tiene su centro de gravedad muy arriba, esto hace que a pesar de que el centro de flotabilidad se ha desplazado hacia la izquierda a causa de que vació la forma del volumen desplazado, no fue suficiente para provocar el momento restaurado en el mismo. Como puede observarse, aquíla acción combinada de las dos fuerzas (W y E) hará que el barco actúe su balanceo y probablemente hará que zozobre.
En las figuras 7.2 y 7.3 se encuentra un punto marcado con una (M). A este punto se le llama METACENTRO, el cual corresponde al punto de intersección de la línea de acción del empuje con el eje de simetría del barco.













La posición del metacentro es de vital importanciapara determinar si un cuerpo flotante es estable o no. En general podemos decir que:
Si M se encuentra por encima del CG el cuerpo es estable
Si M se encuentra por debajo del CG el cuerpo es inestable
Si M y CG coinciden, el cuerpo tiene un equilibrio indiferente



PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
En mecánica, Arquímedes definió la ley de la palanca y se le reconoce como el inventor de la polea compuesta.Durante su estancia en Egipto inventó el ‘tornillo sin fin’ para elevar el agua de nivel. Arquímedes es conocido sobre todo por el descubrimiento de la ley de la hidrostática, el llamado principio de Arquímedes, que establece que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una pérdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja (Mecánica de fluidos). Se dice que estedescubrimiento lo hizo mientras se bañaba, al comprobar cómo el agua se desplazaba y se desbordaba.
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras:
1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido enequilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.









Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a...