sábado, 5 de marzo de 2016

Flotabilidad y Empuje

Flotabilidad y Empuje

La flotabilidad es la tendencia de un fluido a ejercer una fuerza de soporte sobre un cuerpo colocado en el fluido.
La estabilidad se refiere a la capacidad que tiene un cuerpo, cuando está en un fluido, de regresar a su posición original después de ser inclinado con respecto a un eje horizontal.
La fuerza de flotación actúa verticalmente hacia arriba a través del centroide del volumen desplazado.

Fuerza de Flotación

Fb = γf Vd
Fb = Fuerza de flotación.
γf = Peso específico del fluido.
Vd = Volumen desplazado del fluido.
γf  = (D.R)(g)
γf = Peso específico del Fluido
D.R = Densidad Relativa o Gravedad Específica
g = Gravedad

Procedimiento de solución para problemas de flotabilidad

1.- Determinar el objetivo de la solución del problema. ¿Se desea de
terminar una fuerza, un peso, un volumen o un peso específico?

2.- Dibujar un diagrama de cuerpo libre del objeto presente en el fluido. Muestre todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo libre en la dirección vertical, incluyendo el peso del cuerpo, la fuerza de flotación y todas las fuerzas externas. Si no conoce la dirección de alguna fuerza, suponga lo más probable y muéstrela sobre el cuerpo libre.

3.- Escriba la ecuación de equilibrio estático en la dirección vertical, ∑Fy=0, suponiendo que la dirección positiva es hacia arriba.

4.- Despeje la fuerza, el peso, el volumen o el peso específico que se desea encontrar; recuerde los siguientes conceptos:

a) La fuerza de flotación se calcula a partir de Fb = γfVd.
b) El peso de un objeto sólido es el producto de su volumen total por su peso específico; es decir:
w = γV
w = Peso del Objeto
γ = Peso específico del Objeto
V = Volumen del Objeto
c) Un objeto con un peso específico promedio mayor que el del fluido tenderá a hundirse porque w>Fb con el objeto sumergido.

d) Un objeto con un peso específico promedio menor que el del fluido tenderá a flotar porque w<Fb con el objeto sumergido.

e) La flotabilidad neutra se produce cuando un cuerpo se mantiene en una posición dada, independientemente de lo sumergido que esté en un fluido. Un objeto cuyo peso específico promedio es igual al del fluido es neutralmente flotante.


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