Empuje y Estabilidad

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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 ecuacin 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 mercurio PASO 2: Dibujar un diagrama de cuerpo libre PASO 3 y 4 : Plantear la ecuacin de equilibrio y resolver para el objetivo del problema

Problema 2. Un cubo con aristas que miden 80 mm est construido de hule espuma y flota con agua, con 60 mm de su cuerpo bajo la superficie. Calcule la magnitud y direccin 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 posicin original despus de habrsele dado un giro pequeo sobre su eje horizontal.

La condicin de estabilidad para los cuerpos sumergidos por completo en un fluido es que su centro de gravedad (CG) est 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 travs de dicho punto que la fuerza de flotacin o empuje acta en direccin vertical. El peso actual verticalmente hacia abajo a travs del centro de gravedad.

ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTESLa condicin de estabilidad para los cuerpos FLOTANTES en un fluido es que su centro de gravedad (CG) est por debajo de su METACENTRO (mc) El METACENTRO se define como la interseccin del eje vertical de un cuerpo cuando est en su posicin de equilibrio, con una lnea vertical que pasa a travs de la posicin nueva del centro de flotacin cuando el cuerpo gira levemente.

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

Donde: I es el momento de inercia mnimo de una seccin 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 posicin del cuerpo flotante, por medio de los principios de flotabilidad. 2. Localizar el centro de flotacin cb: calcular la distancia que hay entre algn 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 rea en la superficie del fluido y calcular el momento de inerca ms pequeo 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 flotacin est 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 flotacin, se debe localizar el metacentro para determinar si la embarcacin es estable.

Como Ymc ycg el cuerpo es estable.