fluidos

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA




LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

Práctica 01
(2014 - 2)

EMPUJE YFLOTACION DE CUERPOS EN AGUA


HORARIO

GRUPO
-
Fecha de la práctica: 27/09/14
Jefe de prácticas: JEAN CARLOS GUZMÁN HUAMÄN








ALUMNO:
Walter Omar Cienfuegos Claudio
20097027





1. OBJETIVOS

Verificar demanera experimental la ley de Arquímedes.

Determinar la estabilidad de un pontón para diversas posiciones del centro de gravedad. Y verificar para que posición del centro de gravedad el pontón es inestable.

2. INTRODUCCION TEÓRICA:

2.1. Empuje de cuerpos sumergidos:

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


= peso específico del fluido
m = masa del objeto
V= volumen del objeto

2.2. FLOTACION DE CUERPOS:
Los cuerpos parcialmente sumergidos llegan al equilibrio no solamente sitienen un peso igual al empuje generado, también depende del lugar de aplicación de ambas, de que este en la misma vertical
El cuerpo flotante estará en equilibrio estable si su centro de gravedad (G) está debajo de su centro de empuje. Pero, en ciertos casos esto no sé cumple. Por eso, se definió el metacentro (M) como el punto de intersección de las líneas de acción del empuje antes y después dela rotación. Si el metacentro está encima del centro de gravedad, el momento es restablecedor y ayudará a equilibrar el cuerpo; si está debajo, es de volteo y tratara de hundir al cuerpo haciéndolo inestable. Cumpliéndose las siguientes ecuaciones:









Dónde:
GM: Distancia metacéntrica, en mm.
CG: Distancia del Centro de Gravedad sobre la superficie del agua, en mm.
CB:Profundidad de inmersión del centro de presiones del pontón, en mm.
W: Peso total del sistema, en Kg.
ω: Peso ajustable, en Kg.
X1: Desplazamiento lateral de respecto a G, en mm.
dθ: Desplazamiento angular de X1 respecto al eje de la vela, en rad.
L: Longitud del pontón, en mm.
D: Ancho del pontón, en mm.
Y: Distancia de G desde la base del pontón incluyendo ω, en mm.
A: Valor de Y del pontónsin la pesa ajustable, en mm.
Y1: Distancia del peso ajustable desde la base del pontón, en mm.



3. EQUIPO:

Para el experimento de Empuje de cuerpos sumergidos:

Balanza, para poderme medir las masas del líquido y obtener los pesos
Recipiente de pyrex de 800ml, en donde se podrá almacenar el líquido y con el que se podrá hallar el volumen y pesos
Cilindro macizo de 7 cm de diámetro,nos ayudará a calcular el agua que se desalojará
Escala graduada, permitirá medir la altura sumergida

Para Flotación de cuerpos:

Balanza, para medir los cuerpos.
Pontón, es el objeto al cual pondremos a flotar.
Dos pesas magnéticas, dar estabilidad al pontón.
Plomada, nos ayudara medir la altura del CG.

4. PROCEDIMIENTO:

EMPUJE DE CUERPOS SUMERGIDOS:
Vertimos el agua hasta 300mlen el recipiente luego lo colocamos en la balanza y la pesamos; después colocamos el cilindro y lo pesamos otra vez debe hacerse con mucho cuidado de tal modo de evitar chocar el cilindro con el recipiente. Finalmente medimos con la escala graduada la altura sumergida del cilindro, pero por error medimos la variación de la altura del nivel del agua y por ello usaremos el diámetro del cilindro. Lohacemos otra vez pero ahora con un volumen de agua de 450 ml.


CALCULOS Y RESULTADOS:
Para la primera fila de datos hallamos los cálculos



= 375.63


Diámetro del Recipiente:
9.6
cm

Temperatura del agua:
20
ºC

Peso específico del agua:
0,998
gr/cm3






Peso c/cilindro (gr)
Peso s/cilindro (gr)
Profundidad sumergida (cm)
Empuje E1 (gr)
Empuje E2 (gr)...