arquimedes principio de flotacion

7/30/2019 Arquimedes Principio de Flotacion

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MARCO TERICO.

3.1. Principio de Arqumedes:

Ley fsica que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente en un lquido, steexperimenta un empuje hacia arriba igual al peso del lquido desalojado. La mayora de las veces se

aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qu los objetos flotan y se hunden ypor qu parecen ser ms ligeros en este medio.

El concepto clave de este principio es el `empuje', que es la fuerza que acta hacia arriba reduciendoel peso aparente del objeto cuando ste se encuentra en el agua.

Por ejemplo, si un bloque metlico que posee un volumen de 100 cm3 se hunde en agua, desplazarun volumen similar de agua cuyo peso aproximado es 1 N. Por tanto, el bloque parecer que pesa1 N menos.

Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si ste se sumerge porcompleto, el peso del agua que desplaza (y, por tanto, el empuje) es mayor que su propio peso, y elobjeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera del agua hasta que el peso del agua desplazada por laparte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. As, un bloque de madera cuyadensidad sea 1/6 de la del agua, flotar con 1/6 de su volumen sumergido dentro del agua, ya que eneste punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.

Por el principio de Arqumedes, los barcos flotan ms bajos en el agua cuando estn muy cargados(ya que se necesita desplazar mayor cantidad de agua para generar el empuje necesario).

Adems, si van a navegar en agua dulce no se pueden cargar tanto como si van a navegar en aguasalada, ya que el agua dulce es menos densa que el agua de mar y, por tanto, se necesita desplazarun volumen de agua mayor para obtener el empuje necesario. Esto implica que el barco se hunda

ms.

3.2. GRAFICA DEL PRINCIPIO DE ARQUMEDES


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Principio de Arqumedes

Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un objeto es sometido a una fuerza hacia arriba, oempuje. El empuje es igual al peso del fluido desplazado. Esta ley se denomina principio deArqumedes, por el cientfico griego que la descubri en el siglo III antes de nuestra era. Aqu seilustra el principio en el caso de un bloque de aluminio y uno de madera. (1) El peso aparente de un

bloque de aluminio sumergido en agua se ve reducido en una cantidad igual al peso del aguadesplazada. (2) Si un bloque de madera est completamente sumergido en agua, el empuje es mayorque el peso de la madera (esto se debe a que la madera es menos densa que el agua, por lo que elpeso de la madera es menor que el peso del mismo volumen de agua). Por tanto, el bloque asciendey emerge del agua parcialmentedesplazando as menos aguahasta que el empuje igualaexactamente el peso del bloque.

3.3. Estabilidad: La estabilidad en fsica e ingeniera, es la propiedad de un cuerpo que tiende avolver a su posicin o movimiento originales cuando el objeto se aparta de la situacin de equilibrioo movimiento uniforme, como resultado de la accin de unas fuerzas o momentos recuperadores.En un sistema mvil u oscilante, la estabilidad suele exigir tanto una fuerza recuperadora como unfactor amortiguador. Si las fuerzas recuperadoras de un sistema oscilante elctrico o mecnico

(vase Oscilacin), como por ejemplo un servomecanismo, no actan en el momento correcto, y sila amortiguacin no es suficiente, las fuerzas no pueden cumplir su funcin, con lo que el sistema sehace inestable y se descontrola. Las interacciones entre las fuerzas aerodinmicas oscilantes yestructuras como las superficies de control de un avin o los puentes colgantes de gran tamao,pueden llevar a grandes vibraciones repentinas y desastrosas, conocidas como flameo.

En el funcionamiento de una aeronave hay que considerar distintas formas de estabilidad. Entreellas estn: la estabilidad inherente, que es la capacidad del avin de volver a su posicin de vuelonormal despus de una pequea perturbacin sin necesidad de aplicar controles externos; laestabilidad longitudinal, que impide que la parte delantera cabecee arriba y abajo; la estabilidaddireccional, que impide los movimientos laterales, o guiadas, y la estabilidad lateral, muyrelacionada con la anterior, que impide el balanceo en torno al eje del fuselaje. Una combinacin de

inestabilidad direccional y lateral puede llevar a un deslizamiento lateral y, en el caso de algunosaviones (sobre todo los de alas muy inclinadas hacia atrs), a una inestabilidad espiral. En ese caso,el avin adopta una inclinacin lateral demasiado grande provocada por la guiada y se desliza enese sentido, con lo que su inclinacin lateral sigue aumentando y el radio de giro siguedisminuyendo.

Principio de Arqumedes

El principio de Arqumedes es un principio fsico que afirma que un cuerpo total o parcialmente

sumergido en unfluidoen reposo, ser empujado con unafuerzavertical ascendente igual

alpesodel volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje

hidrosttico o deArqumedes, y se mide ennewtons(en elSI). El principio de Arqumedes se

formula as:

Donde fes ladensidaddel fluido, Vel volumen del cuerpo sumergido yglaaceleracin de la

gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de
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la gravedad existente en ese lugar. El empuje acta siempre verticalmente hacia arriba y est

aplicado en elcentro de gravedaddel fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de

centro decarena.

Historia

Laancdotams conocida sobreArqumedes,matemtico griego, cuenta cmo invent un mtodo

para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo

aVitruvio,arquitectode laantigua Roma, una nueva corona con forma decorona triunfalhaba sido

fabricada paraHiern II,tiranogobernador deSiracusa, el cual le pidi a Arqumedes determinar si

la corona estaba hecha deoroslido o si unorfebredeshonesto le haba

agregadoplata.1Arqumedes tena que resolver el problema sin daar la corona, as que no poda

fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular sudensidad.

Mientras tomaba un bao, not que el nivel de agua suba en latinacuando entraba, y as se dio

cuenta de que ese efecto podra usarse para determinar elvolumende la corona. Debido a que la

compresin del agua sera despreciable,2la corona, al ser sumergida, desplazara una cantidad de

agua igual a su propio volumen. Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada,

se podra obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sera menor si otros metales

ms baratos y menos densos le hubieran sido aadidos. Entonces, Arqumedes sali corriendo

desnudo por las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento para recordar vestirse,

gritando "Eureka!" (engriego antiguo: "" que significa "Lo he encontrado!)"3

La historia de la corona dorada no aparece en los trabajos conocidos de Arqumedes, pero en su

tratado Sobre los cuerpos flotantes l da el principio dehidrostticaconocido como el principio de

Arqumedes. Este plantea que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y

hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado es decir dos cuerpos que se sumergen en

una superficie (ej:agua), y el ms denso o el que tenga compuestos ms pesados se sumerge ms

rpido, es decir, tarda menos tiempo, aunque es igual la distancia por la cantidad de volumen que

tenga cada cuerpo sumergido
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