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P2 Fluidos FI UNAM
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Resumen.
En esta prctica se abordaron dos temas, la flotacin y estabilidad, cada uno de ellos es de gran
importancia ya que por una parte la flotacin es una gran ventaja para los seres humanos mientras que la
estabilidad se asocia con tener una mejor flotacin, sin percances.
En los experimentos que se llevaron a cabo se pudo visualizar que por qu y cmo de la flotacin, que
factores influyen y lo que sucede al momento de entrar en contacto el flotador con el fluido, mientras que
por otra parte se comprob la importancia de la estabilidad y como es que diversas causas actan en ella,
como lo es el metacentro y el punto de gravedad de cuerpo flotante.
Introduccin.
Principio de Arqumedes.- El principio de Arqumedes se enuncia de la siguiente forma: La fuerza boyante
sobre un objeto inmerso en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por ese objeto1.
Por fluido desplazado se entiende un volumen de fluido igual al volumen del objeto sumergido, o de
aquella parte del objeto sumergida si este flota o si slo est parcialmente sumergido (el fluido que sola
estar donde est el objeto).
La fuerza boyante ocurre porque la presin en un fluido aumenta con la profundidad. Por tanto, la presin
ascendente sobre la superficie inferior de un objeto sumergido es mayor que la presin descendente sobre
su superficie superior.
Flotacin.- La flotacin, en el caso de cuerpos con densidades cercanas a la del lquido, implica una
inmersin parcial hasta que el empuje hidrosttico se equilibra con el peso propio de la parte que sobresale
del nivel de lquido.
Centro de Gravedad.- El punto de aplicacin de la fuerza de empuje hidrosttico es el centro de gravedad
de la masa de lquido desplazada.
Estabilidad.- Un 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).
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.
Estabilidad
de
cuerpos
flotantes.
M
B
B
G G
Metodologa
La metodologa a seguir fue la siguiente:
Se comenz por tomar las medidas del barco a sumergir, posterior a esto se coloc sobre el fluido (agua) y
se procedi a estabilizarlo mediante contrapesos hasta que se tuvo estable verificando esto mediante el
ngulo de inclinacin y las medidas del barco que se sumergi de cada esquina, continuamos con el
experimento tomando cinco medidas de inclinacin del barco en cada punto distinto de colocacin del centro
de gravedad obteniendo as quince mediciones diferentes y observando lo que produca las diferentes
posiciones del punto de gravedad.
Resultados.
Angulo
()
14
12
10
8
C3 Alto
C2 Medio
C1 Bajo
4
2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Posici
n (cm)
X ( Mm)
MC= Mb (tang ( ))
Posicin (cm)
Angulo()
Metacentro(cm)
8.5
11
7.16
7.0
9.5
6.85
5.5
7.5
6.84
4.0
6
6.23
2.5
4
5.86
Tabla 1. Centro de gravedad bajo
Posicin (cm)
Angulo()
Metacentro(cm)
7.5
12
5.78
6
10
5.57
4.5
7.5
5.60
3
5.5
5.10
1.5
3.5
4.02
Tabla 2. Centro de gravedad medio
Posicin (cm)
Angulo()
4.5
12
4
11
3
9
2
7
1
4.5
Tabla 3. Centro de gravedad alto
Metacentro(cm)
3.47
3.37
3.10
2.67
2.08
Conclusiones.
Para finalizar, podemos decir que el objetivo se cumpli ya que se comprob el principio de Arqumedes, ya que se
pudo observar el volumen de fluido desplazado en base al objeto flotante que se coloc sobre el agua. Realizando y
visualizando el volumen del fluido en el recipiente y posteriormente colocando el objeto se visualiz la cantidad
(volumen) de lquido desplazado por el objeto flotante
Se aprendi y comprendi el tema de flotacin y estabilidad y como es que existen diversos elementos que influyen
en ambos temas como el metacentro, el centro de gravedad, metacentro, etc. Asi como su funcin en la estabilidad y
por ende la flotacin. Se puede mencionar que al obtener la ubicacin del metacentro podemos definir si el objeto es
estable ya que en lo visto, si en un cuerpo flotante el centro de gravedad est por debajo del metacentro el cuerpo
flotante ser estable, mientras que si sucede al revs, el centro de gravedad est por encima del metacentro habr
un vuelco y en consecuencia hundimiento.
Referencias.
http://www.feriadelasciencias.unam.mx/anteriores/feria20/feria115_01_principio_de_arquimedes_aplicado_al_funcion
amiento.pdf
Fecha de consulta: 01/09/14
http://www.unet.edu.ve/~aostos/LinkedDocuments/Estabilidad%20de%20un%20cuerpo%20flotante.doc
Fecha de consulta: 01/09/14