Fluidos

RESUMEN
Una compuerta de un observatorio marino o de un tanque de almacenamiento de líquidos, son ejemplos de superficie sumergida. Estas superficies quedan sometidas a presiones constantes que se distribuyen a lo largo de la superficie como fuerzas paralelas que aumentan conforme a su profundidad, por lo que es necesario hallar su centro de presión que es la magnitud de la fuerza aplicada adicha superficie.

Palabras Clave: Fluido, superficies sumergidas, presiones, empuje hidrostático.


INTRODUCCIÓN

El empuje hidrostático es la fuerza que actúa sobre un cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (líquido o gas). Su sentido es contrario al de la aceleración de la gravedad. Esto se resume en el principio de Arquímedes el cual afirma lo siguiente: existe una fuerza deflotación sobre un objeto igual al peso del líquido desalojado. La fuerza de flotación es igual a la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo sumergido.

Las fuerzas sobre superficies planas sumergidas en un fluido son muy importantes para el diseño de presas, tanques y obras de descarga, como compuertas. Para superficies horizontales, la determinación de la presión, es sencillaporque la presión es constante.
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

Objetivo general

Demostrar que una superficie inmersa recibe un empuje, llamado empuje hidrostático, que depende del área de la superficie y de la altura de su baricentro medida desde la superficie libre.

Objetivos específicos

• Realizar el montaje indicado en el banco de hidrostática H90D o en FluLab
• Tomar nota de losvalores de x e y
• Calcular el empuje teórico y el empuje experimental
• Presentar un gráfico de empuje teórico y empuje experimental (S [N] vs y [mm])

MARCO TEORICO

Principio de Arquímedes y empuje hidrostático.

Es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen delfluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así:





O también como:



Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, deeste modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descritas de modo simplificado) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
Principios físicos que rigen el buceo y elsubmarino
Todos sabemos que si dejamos un objeto libre a una cierta altura caerá, que si agitamos con una cuchara el azúcar que ponemos en el café se disolverá, sabemos que una piedra se hunde y que la madera flota, etc.

Todos estos fenómenos, que tenemos presentes, aún de forma inconsciente en nuestros actos, se rigen por principios y leyes físicas. Pues bien, bajo el agua, la situación cambia, puesla aplicación de estas leyes en un medio que no es el nuestro, el acuático, provoca resultados diferentes, y entran en juego otras a las que no estamos acostumbrados.

Al sumergirnos vamos a notar unas diferencias básicas, a las que, aunque al principio extrañas, nos acostumbraremos. Nuestra visión se acortará enormemente en distancia. Los sonidos, aunque escasos, los percibiremos en una nuevadimensión. Nuestro tacto se hará menos sensible, sobre todo si el agua está fría. El olfato no será utilizado. El gusto no nos será útil más que para apreciar el "sabor" del aire de nuestra botella, siempre un poco distinto del que estamos acostumbrados a respirar en el exterior, así como el del agua que nos rodea, sea salada o dulce.

Vamos a ver por qué en el agua un objeto flota o se hunde,...