FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL LABORATORIO #5

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OBJETIVO:

General.* Desarrollar en el alumno las habilidades, actitudes y valores fundamentales de la Ingeniera de Mtodos, para incorporar su uso mediante la puesta en prctica de las herramientas de anlisis; incrementando su habilidad para afrontar los retos de competitividad en su vida personal y profesional.

Especficos.* Estudiar las aplicaciones del anlisis de mtodos en cuanto a la produccin, productividad y estudio de tiempos y movimientos.* Examinar las representaciones grficas que sirven al analista de mtodos para visualizar los procesos productivos y desarrollar estrategias para su posterior mejoramiento.* Explicar los conceptos y fundamentos del anlisis de operaciones y su impacto en el diseo e implementacin de herramientas de optimacin de mtodos productivos y puestos de trabajo.* Estudiar los conceptos y fundamentos dela produccin en lnea y el balance de las mismas, en funcin de la optimacin de la fuerza de trabajo disponible.* Conocer y aplicar los diferentes mtodos de implantacin de sistemas propuestos.* Aplicar los conocimientos adquiridos, a un estudio prctico en una empresa manufacturera (de preferencia).MATERIALESBarcazaUna barcaza de metal de forma rectangular que flota libremente, en agua y de un vstago vertical soportado por cuerdas del que pende un hilo con plomada, que permite leer en grados el ngulo de carena de la barcaza logrado mediante el desplazamiento de una masa de 200gr a lo largo de un riel horizontal transversal a la barcaza, y el centro de gravedad puede ser variado por medio de una masa deslizable de 500gr que puede colocarse en diferentes posiciones a lo largo del vstago.

Marcas centimetradas en las varillas de desplazamiento de las masasPrecisin: 1cm - Divisin mnima 1cm

Pndulo con arco transportadorPrecisin: 1o - Divisin mnima: 1o

PROCEDIMIENTO1) Definimos un sistema de coordenadas con origen en el cruce de los ejes de deslizamiento de las masas. El eje X fue para el deslizamiento horizontal y el eje Y para el deslizamiento vertical.

2) Con la masa que se desliza por la barra vertical fijamos en solo punto.

3) Inicialmente la masa horizontal la colocamos en el origen de coordenadas que definimos anteriormente y medimos el ngulo de carena , el cual debe de ser cero para esta posicin, de no ser as se deber girar un poco la masa vertical sobre su eje hasta conseguir que el ngulo de carena sea cero.

4) procedemos a deslizar la masa horizontal (4posiciones distintas), medimos este desplazamiento desde el origen de coordenadas y las anotamos en los valores de X. tambin tomamos nota de cada ngulo de carena para las diferentes posiciones de las masas una vez que el cuerpo alcanza el equilibrio.

MARCO TEORICO Cuerpo flotante:Es aquel cuerpo que consigue equilibrar su peso con el peso del volumen de lquido que desplaza al ser sumergido. Un cuerpo flotante puede presentar equilibrio estable, inestable o neutro.

Equilibrio estable: cuando el par de fuerzas restauradoras devuelve el cuerpo a su posicin original. Esto se produce cuando el cuerpo tiene mayor densidad en la parte inferior del mismo, de manera que el centro de gravedad se encuentra por debajo del centro de flotacin.

Equilibrio inestable: cuando el par de fuerzas tiende a aumentar el desplazamiento angularproducido. Esto ocurre cuando el cuerpo tiene mayor densidad en la parte superior del cuerpo, de manera que el centro de gravedad se encuentra por encima del centro de flotacin.

Equilibrio neutro: cuando no aparece ningn par de fuerzas restauradoras a pesar de haberse producido un desplazamiento angular. Podemos encontrar este tipo de equilibrio en cuerpos cuya distribucin de masas es homognea, de manera que el centro de gravedad coincide con el centro de flotacin.

Plano de flotacin:Plano que divide la obra viva de la obra muerta.

Lnea de flotacin: Es la lnea imaginaria que separa la parte sumergida del casco de un barco de la parte en flotacin.

Eje de flotacin: Viene a ser el eje que une el centro de gravedad del flotador con el centro de carena (biblioteca sobre ingeniera energtica.

Centro de flotacin: Al inclinarse un barco longitudinalmente, lo hace girando sobre un eje que pasa por el centro de gravedad del plano de flotacin. Dicho centro se llama centro de flotacin. Carena: Es la zona sumergida del casco.

Flotabilidad: Es una de las principales caractersticas del buque definindose esta como; la fuerza que ejerce el agua sobre la carena del buque para empujarlo fuera de ella.

Centro de carena o centro de empuje: es el centro de gravedad del volumen de agua desplazado por un flotador, para una condicin dada. Tambin se conoce con el nombre de centro de empuje, ya que es con fines de estabilidad donde se considera aplicada dicha fuerza.

Variacin del centro de carena, debido a rotaciones

Empuje: es una fuerza que aparece cuando se sumerge un cuerpo en un fluido. El mdulo de sta viene dado por el peso del volumen del fluido desalojado. Esto se conoce como ley o principio de Arqumedes.

ESTABILIDAD DE LOS CUERPOS EN UN FLUIDOUn cuerpo en un fluido es considerado estable si regresa a su posicin original despus de habrsele girado un poco alrededor de un eje horizontal. Las condiciones para la estabilidad son diferentes para un cuerpo completamente sumergido y otro parcialmente sumergido (se encuentra flotando). Los submarinos son un ejemplo de cuerpos que se encuentran completamente sumergidos en un fluido. Es importante, para este tipo de cuerpos, permanecer en una orientacin especfica a pesar de la accin de las corrientes, de los vientos o de las fuerzas de maniobra.

Condicin de estabilidad para cuerpos sumergidos: La condicin para la estabilidad de cuerpos completamente sumergidos en un fluido es que el centro de gravedad (G) del cuerpo debe estar por debajo del centro de flotabilidad (B). El centro de flotabilidad de un cuerpo se encuentra en el centroide del volumen desplazado, y es a travs de este punto como acta la fuerza boyante (flotacin) en direccin vertical. El peso del cuerpo acta verticalmente hacia abajo a travs del centro de gravedad.Cuando un cuerpo est totalmente sumergido pueden ocurrir tres casos segn el centroide del lquido desplazado (B), est sobre, coincida o est ms abajo que el centro de masa o centro de gravedad del cuerpo (G). La figura 1 ilustra los tres casos. En el primer caso, no aparece par al girar el cuerpo, luego el equilibrio es indiferente. En el segundo caso, la fuerza de empuje acta ms arriba del peso, luego para una ligera rotacin del cuerpo, aparece un par que tiende a restaurar la posicin original, en consecuencia este equilibrio es estable. En el ltimo caso, el par que se origina tiende a alejar el cuerpo de la posicin de equilibrio, lo cual es en consecuencia la condicin de cuerpo inestable.GGGBBB

Fig. 1 Estabilidad de cuerpos sumergidos. Condicin de estabilidad para cuerpos flotantes: La condicin para la estabilidad de cuerpos flotantes es que un cuerpo flotante es estable si su centro de gravedad (G) est por debajo del metacentro (M). El metacentro se define como el punto de interseccin del eje vertical de un cuerpo cuando se encuentra en su posicin de equilibrio y la recta vertical que pasa por el centro de flotabilidad (B) cuando el cuerpo es girado ligeramente.

Fig. 2 Estabilidad de cuerpos flotantes.GGBBM

Ecuaciones para el desarrollo

DATOS DEL EXPERIMENTO Y CALCULOS

cuerpo flotanteb (mm)a (mm)H (mm)hs (mm)Vs (m3)W (kg)I (m4)m (kg)

barco3432038025.38789430.001767731.78670.023911180.375

PQX

125-20203.52.6

125-25254.153.5

125-303054.2

125-40406.35.7

X positivoX negativo

BM (mm)BG (mm)GM (mm)BG (mm)GM (mm)

0.0135-92.521992.535468.7733-68.7598

0.0135-85.936285.949772.5195-72.5060

0.0135-85.959785.973272.2580-72.2445

0.0135-84.515184.528776.5198-76.5063

promedio87.2468-72.5041

-20-76.5063

-25-72.2445

-30-72.5060

-40-68.7598

2092.5354

2585.9497

3085.9732

4084.5287

GLOSARIOParte delantera donde se unen las amuras de un barco formando un canto que al avanzar va cortando las aguas que navega.PROA

Se designa con el nombre de popa a la terminacin posterior de la estructura de un barco.

POPA

ESLORAEs la dimensin del barco tomado desde la proa hasta la popa dado en pies.

MANGAMedida del barco en sentido transversal, es decir de estribor a babor.

Es la parte ms importante de la estructura de la de se construye un barco. Es como un esqueleto.QUILLA

Es la distancia vertical desde la lnea de flotacin y la lnea base con el espesor del casco incluido.CALADO

Volumen limitado por el casco y la superficie de flotacin en un buque.CARENA

CONCLUSIONES

A) Mediante el presente trabajo se logr, profundizar los conocimientossobre los distintos criterios de estabilidad en los cuerpos flotantes, y suanlisis detallado.

B) De la experimentacin se puede notar que manteniendo constante el centro de gravedad y desplazando la masa horizontal se puede obtener una mayor estabilidad de la barcaza cuando mayor sea el desplazamiento de dicha masa, ya que se estara aumentando la altura metacntrica.

C) Teniendo la masa horizontal en posicin constante, las variaciones del centro de gravedad generaran variaciones en la estabilidad de la barcaza. Si bajamos el centro de gravedad aumenta la altura metacntrica (aumenta la estabilidad) y si subimos el centro de gravedad disminuye la altura metacntrica (disminuye la estabilidad).

D) Manteniendo constante el centro de gravedad se puede notar que a mayor ngulo de carena se presentara una mayor variacin del radio metacntrico, que presentara una mayor velocidad de variacin mientras ms bajo se ubique el centro de gravedad.

E) Manteniendo constante el centro de gravedad se puede notar que a mayor ngulo de carena se presentara una mayor distancia metacntrica, la cual tendr una mayor velocidad de aumento mientras ms bajo se encuentre el centro de gravedad. Notaremos que la estabilidad de la barcaza aumenta mientras aumente la distancia metacntrica.

F) Se puede concluir que los slidos dependen mucho del material, de supeso, de su geometra para ser analizados como cuerpos flotantes.

RECOMENDACIONES:

A) El tema de estabilidad en los cuerpos flotantes se subdivide endiferentes subtemas de mucha importancia para lo cual se recomiendarealizar consultas dedicadas a un solo tema profundizado correctamentepara una mejor amplitud de conocimientos.B) Evitar la paralaje en las lecturas de los ngulos.C) Consultar a los jefes de prctica sobre aquellas dudas y tablas de llenado sobre el post informe, para evitar problemas.PANEL FOTOGRAFICO

NOTA:Ante todo un cordial saludo Ing. Alcides, a pesar de entregar el informe en un horario de tardanza, cabe recalcar con todo respeto, que la ficha de seguimiento falt recalcar algunos datos de las tablas, como tambin en el proceso de la toma de datos en el laboratorio, los jefes del laboratorio no explicaron sobre la toma de algunos datos que serviran para la realizacin del post-laboratorio, por ende la tardanza de la entrega. A pesar que nosotros nos dimos cuenta del problema, tratamos de encontrar a los encargados y no se pudo por causas de suspensin de laboratorios y feriado de los das de la semana. Esperamos que nos entienda nuestra situacin. Gracias por su tiempo.