Mecanica De Los Fluidos

UNIVERSIDAD SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERIA
LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS
ING. LUIS SANDOVAL



INFORME No.2
EMPUJE Y ESTABILIDAD.



FECHA: Octubre 2011

INTRODUCCION

El presente reporte presenta un análisis   en relación a la estabilidad de un cuerpo flotante, cómo determinar en forma teórica y experimental la altura metacéntrica del cuerpo encuestión.

Se realizan 3 mediciones distintas   en las cuales se varía las condiciones de inercia del objeto con lo cual podemos obtener la variación de los distintos ángulos en función del cambio del centro de gravedad del objeto verticalmente, como horizontalmente.

En resumen, se analiza las condiciones de flotabilidad que el diseño geométrico que un cuerpo tendría que reunir para ser estable ogarantizar su flotabilidad. Se demuestra que la flotabilidad de un objeto de pende de su diseño geométrico más que el peso o la masa del mismo.

OBJETIVOS
* Establecer que el pontón presenta condiciones de estabilidad similares comparándolas teórica y experimentalmente.

* Comprobar cómo afecta al pontón el cambio de las tres variables que se pueden presentar, en este caso: el cilindrovertical, el cilindro horizontal y el ángulo de inclinación.

* Determinar la altura metacéntrica y su relación con el centro de masa para indicar si el pontón presenta condiciones de estabilidad necesarias.

MARCOTEORICO.
PRINCIPIO DE ARQUIMIDES.
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluidodesalojado.
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras:
1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primerlugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p∙ds, donde p solamente depende de la profundidad y ds es un elemento de superficie.
Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso dedicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.
De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple que:
Empuje=peso=ρfluido*g*Vdesplazado

EMPUJE Y ESTABILIDAD.
Supóngase un buque con volumen de carena igual a V, y su centro de carena en el punto. B. Siluego lo escoramos un ángulo θ sin alterar el desplazamiento, entonces el centro de carena adoptará una nueva posición B', tal como se muestra en la figura. La recta de acción del empuje que antes pasaba por B ahora pasará por B', Prolongando esa recta hasta cortar el plano de la crujía, o dicho de otro modo a la recta de acción primitiva para cuando el buque estaba adrizado, tendremos en laintersección de ambas rectas, el punto M. La coordenada vertical de este punto variará con el ángulo de escora, pero para inclinaciones no mayores a 10º se pueden asumir como invariables y recibe el nombre de metacentro transversal inicial, ó abreviadamente metacentro transversal.

Dado que por definición el metacentro se encuentra en la vertical del centro de carena del buque adrizado, bastará conconocer la distancia vertical BM para fijar su posición.
Se demuestra que:

Donde:
• l Es el momento de inercia de la superficie de flotación con respecto a su eje baricéntrico longitudinal.
• V Es el volumen de carena.
Resulta en la práctica más cómodo referirse a la posición vertical de M con respecto a la línea base de construcción, esto es, el segmento.

Dado...