fluidos I -empuje

8/4/2019 fluidos I -empuje

http://slidepdf.com/reader/full/fluidos-i-empuje 1/8

UNIVERSIDAD

SAN PEDRO

ESCUELA : INGENIERIA CIVIL

CURSO : MECÁNICA DE FLUIDOS I

DOCENTE : Ing. ARROYO

TEMA : EMPUJE DEL AGUA

INTEGRANTES : MEDINA REGALADO GINA.

ROSAS SAL Y ROSAS ROGER.

HUARAZ - 2011



I. INTRODUCCION

Resulta evidente que cada vez que un cuerpo se sumerge en un líquido es empujado de

alguna manera por el fluido. A veces esa fuerza es capaz de sacarlo a flote y otras sólologra provocar una aparente pérdida de peso, Lo podemos sentir cuando nos sumergimos

en una piscina, o cuando tomamos algo por debajo del agua, o cuando en un vaso lleno de

agua sumergimos un objeto, podemos ver que el nivel del líquido sube y se derrama cierta

cantidad de líquido. Se puede decir que un cuerpo que flota desplaza parte del agua.

Esto es debido a que, todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba

llamado empuje, pero, ¿cuál es el origen de esa fuerza de empuje? ¿De qué depende su

intensidad?

Arquímedes, quien era un notable matemático y científico griego, se percató de estas

conclusiones mientras se bañaba en una tina, al comprobar cómo el agua se desbordaba y se

derramaba, por lo cual hizo un postulado de la cual hablaremos y detallaremos a

continuación en el presente trabajo.



II. FUNDAMENTO TEORICO

2.1. Cuerpos sumergidos.

Principio de Arquímedes. Enunciada por el griego Arquímedes (287-212 a. de C.) quien indica que: “todo

cuerpo sumergido parcialmente en un líquido, experimenta una fuerza de empuje

hacia arriba, que es igual al peso del líquido desplazado.”

Fig 01. Ilustración del principio de Arquímedes

=

= …… (1)

Remplazando el (1)

=

Pero el

Por lo tanto el empuje será:



=

Donde:- E = fuerza de empuje (N)-

- v = volumen (m³)- g = gravedad (m/s²)

O también: =

-

= peso específico del liquido (N/m³)

2.2. Casos.

Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia abajo y elempuje que es vertical pero hacia arriba.

Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, que es igual asu peso dividido por su volumen.

Fig. 02 Cuerpos sumergidos: tres casos.

Entonces, se pueden producir tres casos:

a) si el peso es mayor que el empuje (P >E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el pesoespecífico del cuerpo es mayor al del líquido.

b) si el peso es igual que el empuje (P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El pesoespecífico del cuerpo es igual al del líquido.



c) Si el peso es menor que el empuje (P <E ), el cuerpo flota. El peso específico delcuerpo es menor al del líquido.

2.3. Analisis de estabilidad. Un cuerpo parcialmente. sumergido está en equilibrío siel peso y el empuje son iguales y los puntos de aplicación de las dos fuerzas quedan

en la misma vertical. Sin embargo, para distinguir la clase de equilibrio hace faltatodavía producir un. Cambio de posición del cuerpo y observar su comportamiento.Si el cuerpo vuelve a su posici6n primitiva el equilibrio es estable y si siguealejándose de su primera posict6n el equilibrio sera inestable. En los cuerposparcialmente sumergidos el cambio de posicidn para distinguir el tipo de equilibriotiene que hacerse con una rotación en torno a un eje horizontal. Si provocamos dicha rotación en los cuerpos siguientes:

Fig 03. Estabilidad en cuerpo sumergido

Encontraremos que un cuerpo flotante está en equilibrio estable si su centro de

gravedad cae por debajo de su centro de empuje. Sin embargo ciertos cuerposflotantes están en equilibrio estable aun teniendo. su centro de gravedad por encimadel centro de empuje. Tal es el caso de los barcos.Se define metacentro (M) al punto de intersección de las líneas de acción el empujeantes y después de la rotación,Si M cae por encima de G el momento es restablecedor y el equilibrio estable; si Mcae por debajo de G el momento es de volteo y el equilibrio inestableGM: altura metacéntrica

GM =

, donde: I: mínimo momento de inercia

Vd: volumen desplazado

2.4. Ejercicio de aplicación.



Un tronco uniforme de 50 cm de diámetro y 2m de largo flota en agua de mar (dr=1.03) en reposo, con su eje posición horizontal.Determinar:a) La densidad de la madera del tronco, queda en equilibrio con la tercera parte.b) La masa máxima en Kg del hombre que pueda mantenerlo fuera del agua.

Solución.

Datos:Φ del tronco= 0.50 mL =2m∂r del agua de mar = 1.03VS= 2V/3

D.C.L:

a) ∑

=

=

= δm.V

= δm.V

= δm.

δm= mm/V



= δm.

δm=0.6867

b)

Volumen de un cilindro --------*

Se sabe que:

Remplazando en *:



III. BIBLIOGRAFIA.

- Mecánica de fluidos - Robert Mott- Mecánica de fluidos I – Wendor Chereque Moran - http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=1

23.456.789.000&ID=133171

http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=123.456.789.000&ID=133171






fluidos I -empuje

Documents

Transcript of fluidos I -empuje