Flotacion

Estabilidad y flotación
Mecánica de fluidos


Instituto Tecnológico de Celaya

Introducción
Éste experimento trata acerca deFlotación y Estabilidad de cuerpos sumergídos, y su principal objetivo es determinar matemáticamente si un barco, dadas sus dimensiones y propiedades, es capaz de flotar y mantenerse estable, y encaso de no serlo se puede modificar su diseño de tal forma cumpla su función.
Marco Teórico
Para poder establecer las fórmulas precisas que sirvan para el desarrollo del experimento se deben manejardos conceptos clave: Flotación y Estabilidad.
Flotación.
Existen dos leyes enunciadas por Arquímedes en el siglo III a.C.:
“Un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un fuerza de flotaciónvertical igual al peso del fluido que desaloja” y “Un cuerpo que flota desaloja su propio peso en el fluido en que flota”, y esto se puede expresar matemáticamente como
FB = γ(volumen desplazado) = pesocuerpo flotante.
La fuerza de flotación actúa en un punto llamado centro de flotación designado como B, y no necesariamente debe coincidir con el centro de gravedad del cuerpo; pero esta fuerza nosolo equilibra el peso, sino que debe estar aplicada en la misma línea vertical que B, ya que en equilibrio estático no puede haber momentos.
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Estabilidad de cuerpos parcialmente sumergidos.Un cuerpo que flota puede encontrarse en una posición estáticamente inestable. En este caso, el cuerpo volcará a la primera oportunidad. La más mínima perturbación le llevará a buscar otra posiciónde equilibrio que sí sea estable. Para determinar si un cuerpo flotante es estable se siguen los siguientes pasos:
Se calcula la posición inicial de flotación, el centro de gravedad G y el deflotación B.
Se calcula la posición del metacentro M, que es la intersección de la vertical trazada desde B’ con la línea de simetría.
Si el punto M está por encima de G (es decir, MG > 0), aparecerá...