hidraulica

APUNTE PRUEBA PARCIAL 2
Principio de Arquímides

El segundo principio importante de la estática de fluidos fue descubierto por el matemático y filósofo griego Arquímedes. El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qué flota un barco muy cargado;el peso del agua desplazada por el barco equivale a la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote.
El punto sobre el que puede considerarse que actúan todas las fuerzas que producen el efecto de flotación se llama centro de flotación, y corresponde al centro de gravedad del fluido desplazado. El centro de flotación de un cuerpo que flota está situado exactamente encima de su centro degravedad. Cuanto mayor sea la distancia entre ambos, mayor es la estabilidad del cuerpo.
El principio de Arquímedes permite determinar la densidad de un objeto cuya forma es tan irregular que su volumen no puede medirse directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el agua, la diferencia de peso será igual al peso del volumen de agua desplazado, y este volumen es igual al volumendel objeto, si éste está totalmente sumergido. Así puede determinarse fácilmente la densidad del objeto (masa dividida por volumen). Si se requiere una precisión muy elevada, también hay que tener en cuenta el peso del aire desplazado para obtener el volumen y la densidad correctos.

Estabilidad de cuerpos flotantes y sumergidos

Un cuerpo que flota en un líquido estático tiene estabilidadvertical. Un pequeño desplazamiento hacia arriba disminuye el volumen del líquido desplazado, lo que produce una fuerza hacia abajo no balanceada que tiende a regresar el cuerpo a su posición original. De igual manera, un pequeño desplazamiento hacia abajo se traduce en una fuerza de flotación mayor, lo que causa una fuerza hacia arriba no balanceada.
Un cuerpo tiene estabilidad lineal cuando unpequeño desplazamiento lineal en cualquier dirección establece fuerzas de restauración que tienden a volverlo a su posición original. Tiene estabilidad rotatoria cuando un par restaurador se establece por cualquier desplazamiento angular pequeño.
Un cuerpo puede flotar en equilibrio estable, inestable o neutro.

Peso
metálico
esfera homogénea o
cilindrocircular
madera
madera

peso metálico

Estable Inestable Neutro

Un objeto totalmente sumergido es rotatoriamente estable sólo cuando su centro de gravedad está abajo del centro de flotación.
Normalmente, cuando un cuerpo es demasiado pesado para flotar, se sumerge hasta el fondo. Aunque el peso específico de unlíquido aumenta ligeramente con la profundidad, la presión más elevada tiende a causar que el líquido comprima el cuerpo o penetre los poros de sustancias sólidas y así disminuya la flotación del cuerpo.

Capilaridad
Capilaridad, elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido, por ejemplo, en las paredes de un tubo. Este fenómeno es una excepción a la leyhidrostática de los vasos comunicantes, según la cual una masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos; el efecto se produce de forma más marcada en tubos capilares (del latín capillus, 'pelo', 'cabello'), es decir, tubos de diámetro muy pequeño. La capilaridad, o acción capilar, depende de las fuerzas creadas por la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo. Si lasfuerzas de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesión dentro del líquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el líquido subirá por el tubo, es decir, ascenderá por encima del nivel hidrostático. Este efecto ocurre por ejemplo con agua en tubos de vidrio limpios. Si las fuerzas de cohesión superan a las fuerzas de adhesión, la superficie...