Laboratorio Altura Metacentrica Y Fuerza De Boyamiento

MECANICA DE FLUIDOS
LABORATORIO N°2

“ALTURA METACENTRICA Y FUERZA DE BOYAMIENTO”


Integrantes:

Profesor:

Ayudante:

Introducción

Este informe tiene como intención exponer las características esenciales de flotabilidad y estabilidad de un cuerpo en el agua. En el trataremos un tema de gran importancia para la vida del hombre, esto es determinar laestabilidad que presentan cuerpos flotantes en un fluido, ante algún tipo de perturbación.
El análisis, en esta experiencia de laboratorio se centra en encontrar la relación entre dos puntos que son esenciales en la determinación de la estabilidad de un   cuerpo sumergido. Como la condición de equilibrio es de vital importancia en el diseño de naves como barcos cargueros, plataformas petroleras,diques flotantes, etc. entonces la determinación de su centro de gravedad, centro de flotación, y metacentro, concentran toda la atención durante el experimento, a fin de determinar los valores críticos de estos, los que se presentan bajo ciertas condiciones tales como distancia y ubicación.
Buscaremos determinar que tipo de relación existe entre estos valores, y los posibles factores que influyenen la alteración de la condición de equilibrio.

Objetivos

* Determinar la fuerza de empuje que actúa sobre un objeto flotante en el agua.

* Determinar la altura metacéntrica a través del método gráfico.

Hipótesis

* El cuerpo analizado flota estable, es decir, la altura metacéntrica es positiva y así el metacentro se encuentra por encima del centro de gravedad del cuerpo,esto debido a que se produce un momento restaurador

Teoría
Flotación:
Un cuerpo flota en un líquido cuando el empuje de cuerpo sumergido es mayor que su peso. Solo se hundirá en el líquido hasta que el empuje FA sea igual a su propio peso FG. El empuje equivale, pues, al peso del agua desalojada por el cuerpo. La gravedad de la masa de agua desalojada es el centro de gravedad de empuje A.El centro de gravedad del cuerpo se llama centro de gravedad de masa S.

Estabilidad del Punto de Flotación:
Si el cuerpo flota de forma estable. El empuje FA y el peso propio FG tienen la misma línea de influencia y son iguales de magnitud, aunque opuestos entre sí. Para conseguir un punto de flotación estable no es imprescindible que el centro de gravedad de masa S se encuentre por debajo decentro de gravedad del empuje A. Para la estabilidad del punto de flotación es mucho más importante que exista un momento estabilizador reposicionarte en caso de inclinación o escora α de la situación del centro de gravedad. El peso propio FG y el empuje FA forman un par de fuerza con la distancia b y proporcionan una par adrizante. La estabilidad se puede medir según esta distancia o la distanciaentre el centro de gravedad y el punto de intersección entre la línea de influencia del empuje y el eje de la gravedad. Este punto de intersección se denomina metacentro M. Mientras que la distancia entre el centro de gravedad y el metacentro se denomina altura metacéntrica Zm.

El cuerpo flota estable:
El cuerpo flota estable cuando la altura metacéntrica Zm es positiva (Zm>0), es decir,cuando el metacentro M se encuentra por encima de centro de gravedad S.

Cuerpo flota inestable:
El cuerpo flota inestable cuando la altura metacéntrica Zm es negativa (Zm<0), es decir, cuando el metacentro M se encuentra por debajo del centro de gravedad S.



Determinación de la situación del metacentro:

La situación del metacentro no depende de la situación del centro de gravedadsolo depende de la forma de la parte del cuerpo que se encuentra sumergida y del desplazamiento. La determinación experimental consiste en que se utiliza un peso adicional para desplazar lateralmente el centro de gravedad en un valor constante determinado Xs y así forzar una escora. Si se continúa desplazándolo el centro de gravedad verticalmente, la escora α se modifica.

A continuación se...