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• Jhon Frey Diaz

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 EL HECHO DE QUE UN SUBMARINO PUEDA FLOTAR , TANTO EN SUPERFICIE, COMO EN INMERSION, SE DEBE A LA EXISTENCIA DE DOS FENOMENOS FISICOS, QUE SE ENUNCIAN BAJO LOS NOMBRES DE  
   Y  
   .

 
   
 
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   ›  ›
 ›      ›    ›  ›         ›  ›       ›   ›       ›   ›  ›    ASI EN LA FIGURA (1), LAS FLECHAS INDICAN LAS DIRECCIONES Y LOS VALORES DE LA PRESION DEL AGUA (PRESION HIDROSTATICA) EN DISTINTOS PUNTOS DEL CASCO.

 

ESTOS VALORES SON EN Kgs./cm2, LA DECIMA PARTE DE LOS QUE EXPRESAN, EN METROS LAS PROFUNDIDADES DE LOS PUNTOS CONSIDERADOS. (100psi=7 Kgs./cm2).

CUANTO MAS PROFUNDO ESTE UN PUNTO DEL CASCO MAYOR SERA EL VALOR DE LA PRESION HIDROSTATICA EN EL. SI SE SUMAN VECTORIALMENTE LAS PRESIONES HIDROSTATICAS EN TODAS Y CADA UNO DE LOS PUNTOS DE LA SUPERFICIE DEL CASCO, SE OBTENDRA UNA RESULTANTE, A LA QUE LLAMAREMOS , APLICADA EN UN PUNTO INTERIOR DEL SUBMARINO LLAMADO  
    , DIRIGIDA HACIA LA SUPERFICIE DEL MAR Y PERPENDICULAR A EL. (VER FIGURA, 2).

 

ESTO INDICA QUE EN VIRTUD DEL PRINCIPIO DE PASCAL,  ›
  ›
 ›       .

 
    
 
EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES ES REALMENTE UNA CONSECUENCIA DEL DE PASCAL; CUANDO SE APLICA A UN SUBMARINO, PUEDE ENUNCIARSE DICIENDO:   ›
       
    ›    ››   ›  › 
     ›!    ›    ›
 . EL MENCIONADO  , NO ES SINO LA FUERZA  CUYA EXISTENCIA SE DEDUCE MEDIANTE EL PRINCIPIO DE PASCAL. EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES NOS PERMITE CALCULAR EL VALOR DE ESTA

FUERZA (EMPUJE), PESANDO EL VOLUMEN DE AGUA DESALOJADO POR EL SUBMARINO. EN LAS FIGURAS 3,4 Y 5 SE MUESTRA GRAFICAMENTE EL CONCEPTO DE  
  
    
.

     
   
  
   
 


     
   
  
   
  

     

 
    
 
            



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    EN EL PUNTO ANTERIOR SE HA VISTO QUE SI SE PESA UN SUBMARINO, POR MEDIO DE UN DINAMOMETRO GIGANTE, SE OBTIENE UN PESO . ESTE PESO , ES IGUAL A LA SUMA DE LOS PESOS DEL CASCO, EQUIPOS, INSTALACIONES, VIVERES, DOTACION, ETC. Y COMO SUCEDIA CON EL EMPUJE, PUEDE SUPORNERSE TAMBIEN CONCENTRADO EN UN PUNTO INTERIOR DEL BUQUE, QUE EN ESTE CASO SE DENOMINA ˜   (FIGURA 6).


 
  
  
  
   
DE TODO LO EXPUESTO SE DEDUCE, QUE SOBRE UN SUBMARINO EN INMERSION ACTUAN CONSTANTEMENTE  › "›: [ EL PESO , APLICADO EN SU CENTRO DE GRAVEDAD QUE TIENDE A LLEVAR AL BUQUE "  

. [ EL EMPUJE , APLICADO EN SU CENTRO DE CARENA, QUE TIENDE A LLEVAR AL BUQUE "    .    : [ EL PESO SEA IGUAL AL EMPUJE, EL SUBMAINO SE MANTENDRA INMOVIL ENTRE DOS AGUAS.  
. [ EL PESO SEA MAYOR QUE EL EMPUJE, TENDERA A DESCENDER HACIA EL FONDO.   
.

[ EL EMPUJE SEA MAYOR QUE EL PESO, TENDERA A ASCENDER HACIA LA SUPERFICIE.   
.


 
 

Cuando se ponen en comunicación dos depósitos que contienen un mismo líquido que inicialmente están a distinta altura, el nivel de uno de los depósitos baja, sube el del otro hasta que ambos se igualan. Los conductores se comportan de modo análogo: cuando dos conductores que están a distinto potencial se conectan entre sí. La carga pasa de uno a otro conductor hasta que los potenciales en ambos conductores se igualen. En esta página, vamos simular el comportamiento de dos vasos comunicantes suponiendo que la velocidad del fluido en el tubo de comunicación es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de alturas que alcanza el fluido en ambos recipientes.

#$%&'($)*+,-+./*+ Dos recipientes de secciones › y ›
están comunicados por un tubo de sección › inicialmente cerrado. Si las alturas iniciales de fluido en los recipientes  y 
son distintas, al abrir el tubo de comunicación, el fluido pasa de un recipiente al otro hasta que las alturas  y 
del fluido en los dos recipientes se igualan.

Si  >
, la altura  del fluido en el primer recipiente disminuye y aumenta la altura 
en el segundo recipiente. La cantidad total de fluido no cambia, de modo que ›  ›

›  ›

(› ›
) Donde es la altura final de equilibrio. Vamos ahora a deducir la función que describe la evolución de la altura  o 
con el tiempo . El teorema de Torricelli afirma que la velocidad de salida del fluido por un orificio situado en el fondo de un recipiente es

Siendo  la altura del fluido en el recipiente por encima del orificio Si ahora tenemos dos depósitos conectados, podemos describir el comportamiento de los vasos comunicantes suponiendo que la velocidad del fluido en el tubo de comunicación es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de alturas que alcanza el fluido en ambos recipientes.

La cantidad de fluido que sale del primer recipiente a través del tubo que comunica ambos recipientes en la unidad de tiempo es ›, y en el tiempo  será › .

La disminución de la altura  en el primer recipiente se expresa del siguiente modo

Escribiendo 
en función de  , podemos integrar fácilmente esta ecuación

Se alcanza la altura de equilibrio  después de un tiempo que se calcula poniendo en la ecuación precedente  . 0('12*3 Sean las alturas iniciales  =25 cm y 
=10 cm, Los datos de los recipientes y del tubo de comunicación son [ [ [

el radio del recipiente izquierdo por ejemplo, 10 cm el radio del recipiente derecho por ejemplo, 5 cm el radio del tubo de comunicación entre ambos recipientes por ejemplo, 0.2 cm

Los valores de las secciones respectivas serán serán › =— 102 cm2, ›
=— 52 cm2, ›=— (0.2)2 cm2 Obtenemos la altura de equilibrio, ›  ›

(› ›
) Con estos datos =22 cm Sustituyendo los datos en la ecuación de la altura en función del tiempo, se obtiene el tiempo hasta que se alcanza la altura de equilibrio de 22 cm que vale 21.8 s. Para calcular este valor se sugiere pasar los datos de cm a m.