empuje y estabilidad

EMPUJE Y ESTABILIDADFLOTABILIDAD:!! UN CUERPO EN UN FLUIDO, YA SEA QUE FLOTE O ESTE SUMERGIDO, EXPERIMENTA UNA FUERZA HACIA ARRIBA IGUAL AL PESO DEL FLUIDO QUE DESPLAZA !!

LITERAL A)PASO 1: OBJETIVO DEL PROBLEMA: determinar la Magnitud y fuerza que se requiere para que el cubo quede sumergido en agua.PASO 2: Dibujar un diagrama de cuerpo libre

PASO 3 y 4 : Plantear la ecuación de equilibrio y resolver para el objetivo del problema

LITERAL b)PASO 1: OBJETIVO DEL PROBLEMA: determinar la Magnitud y fuerza que se requiere para que el cubo quede sumergido en mercurioPASO 2: Dibujar un diagrama de cuerpo libre

PASO 3 y 4 : Plantear la ecuación de equilibrio y resolver para el objetivo del problema

Problema 2. Un cubo con aristas que miden 80 mm está construido de hule espuma y flota con agua, con 60 mm de su cuerpo bajo la superficie. Calcule la magnitud y dirección de la fuerza que se requiere para sumergirlo por completo en glicerina; SG = 1,26

ESTABILIDAD DE CUERPOS SUMERGIDOS POR COMPLETOUn cuerpo en un fluido se considera estable si regresa a su posición original después de habérsele dado un giro pequeño sobre su eje horizontal.

La condición de estabilidad para los cuerpos sumergidos por completo en un fluido es que su centro de gravedad (CG) esté por debajo de su centro de flotabilidad.(CB)

El centro de flotabilidad (CB) de un cuerpo se encuentra en el centroide del volumen desplazado de fluido, y es a través de dicho punto que la fuerza de flotación o empuje actúa en dirección vertical.El peso actual verticalmente hacia abajo a través del centro de gravedad.

ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTESLa condición de estabilidad para los cuerpos FLOTANTES en un fluido es que su centro de gravedad (CG) esté por debajo de su METACENTRO (mc)

El METACENTRO se define como la intersección del eje vertical de un cuerpo cuando está en su posición de equilibrio, con una línea vertical que pasa a través de la posición nueva del centro de flotación cuando el cuerpo gira levemente.

La distancia al metacentro a partir del centro de flotación (cb) es conocida como MB y se determina por la sig. expresión:

Donde: I es el momento de inercia mínimo de una sección horizontal tomada en la superficie del fluido.Vd = volumen desplazado de fluido!! SI LA DISTANCIA MB SITUA AL METACENTRO ARRIBA DEL CG EL CUERPO ES ESTABLE!!

ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTESPROCEDIMIENTO PARA EVALUAR LA ESTABILIDAD DE LOS CUERPOS FLOTANTES.

1. Determinar la posición del cuerpo flotante, por medio de los principios de flotabilidad.

2. Localizar el centro de flotación cb: calcular la distancia que hay entre algún eje de referencia y cb, denominada ycb por lo general se toma el fondo del objeto como eje de referencia.

3. Ubicar el centro de gravedad cg: Calcular ycg , medida a partir del mismo eje de referencia.

4. Determinar la forma del área en la superficie del fluido y calcular el momento de inercía más pequeño de dicha forma.

5. Calcular el volumen desplazado: Vd

6. Calcular MB = I/ Vd

7. Obtener Ymc = ycg + MB.

8. Si Ymc ˃ ycg el cuerpo es estable.

9. Si Ymc ˂ ycg el cuerpo es inestable.

La barcaza flota con 1.06 m sumergidos, y su centro de flotación está localizado en el centro de volumen desplazado de agua, es decir a una distancia de 0.53 m de su fondo.Entonces y cb = 0,53 m.

Debido a que el cg se encuentra sobre el centro de flotación, se debe localizar el metacentro para determinar si la embarcación es estable.

Como Ymc ˃ ycg el cuerpo es estable.