Taller Fluidos

Flotabilidad de un fluido:

La flotabilidad es la capacidad de un cuerpo para sostenerse dentro de un fluido. Se dice que un cuerpo está en flotación cuando permanece suspendido en un entorno líquido o gaseoso, es decir en un fluido. "Un objeto flotará sobre un fluido (ambos bajo el efecto de la fuerza de una gravedad dominante) siempre que el número de partículas que componen el objeto seamenor al número de partículas del fluido desplazadas".

Un cuerpo que se encuentre en un fluido, ya sea flotando o sumergido, es empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido desplazado. La fuerza boyante (o flotante) actúa verticalmente hacia arriba a través del centroide del volumen desplazado y se le puede definir de manera matemática mediante el principio de Arquímedes.

Laflotabilidad de un cuerpo dentro de un fluido estará determinada por las diferentes fuerzas que actúen sobre el mismo y el sentido de las mismas. La flotabilidad es positiva cuando el cuerpo tienda a ascender dentro del fluido, es negativa cuando el cuerpo tiende a descender dentro del fluido, y es neutra cuando se mantiene en suspensión dentro del fluido. La flotabilidad viene establecida porel Principio de Arquímedes, y si el cuerpo fuera de naturaleza compresible su flotabilidad se verá modificada al variar su volumen según la Ley de Boyle-Mariotte.

Siempre que un objeto flota o está sumergido por completo en un fluido, está sujeto a una fuerza de flotación. La flotabilidad es la tendencia que tiene un fluido a ejercer una fuerza que da apoyo a un cuerpo que está sobre él. Laestabilidad se refiere a la capacidad que tiene un cuerpo de regresar a suposición original después de inclinarse con respecto a un eje. Cualquier objeto que se coloque en un fluido experimenta una fuerza de flotación que tiende a elevarlo, lo que ayuda a darle apoyo

Un cuerpo en un fluido, ya sea que flote o esté sumergido, experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido que desplaza. Lafuerza de flotación actúa en dirección vertical hacia arriba a través del centroide del volumen desplazado, y se define en forma matemática por medio del principio de Arquímedes, como sigue:
Fb = f x Vd
Fb= Flotabilidad.
f= Peso especifico del fluido.
Vd= Volumen desplazado del fluido. 

Cuando un cuerpo flota libremente desplaza el volumen suficiente para balancear su propio peso. Elanálisis de problemas que tienen que ver con la flotabilidad requiere que se aplique la ecuación de equilibrio estático en la dirección vertical Fv= 0 que supone que el objeto permanece en reposo en el fluido.

Materiales para flotabilidad:
Es frecuente que el diseño de cuerpos que floten requiera el uso de materiales ligeros que ofrezcan un grado elevado de flotabilidad. Además, cuando un objetorelativamente pesado debe moverse mientras se encuentra sumergido en un fluido, no es raro que sea deseable agregar flotabilidad para facilitar el desplazamiento. Es común que el material para la flotabilidad tenga las propiedades siguientes:

* Peso Específico.
*  Poca o ninguna tendencia a absorber el fluido.
* Compatibilidad con el fluido en que operará.
* Capacidad de adoptarformas apropiadas.
*  Capacidad de soportar las presiones del fluido a que estará sujeto.
*  Resistencia a la abrasión y tolerancia a los daños.

Apariencia atractiva. Los materiales de hule espuma son populares para aplicaciones de flotabilidad. Están hechos de una trama continua de celdas cerradas y huecas que contienen aire u otros gases ligeros que les dan bajo peso específico.Capacidad de fluir basada en el principio de Arquímedes y pascal.
¿Por qué un trozo de plomo de algunos gramos se hunde en el agua y sin embargo un barco de varias toneladas flota en ella?

El principio de Arquímedes explica la naturaleza de la flotabilidad. “Un cuerpo sumergido total o parcialmente en un liquido experimenta una fuerza ascendente igual al peso del liquido desplazado.

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