Facultad De Ingenieria Escuela Profesional De Ingenieria Civil
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL GRUPO PEREZ IBAÑEZ, JANSS BRESNER ENRIQUEZ ROMAN, ALEXIS
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- Janss Bresner Perez Ibañez
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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL GRUPO PEREZ IBAÑEZ, JANSS BRESNER ENRIQUEZ ROMAN, ALEXIS WALTER PALMADERA PAJUELO, MOISES FRANCO MELGAREJO, NICK JARA VILLEGAS, ADRIAN AREVALO MARRUFO, LUIS
CURSO FLUIDOS I TEMA EMPUJE Y FLOTACION
ASESOR FRANCE CERNA GONZALO EDUARDO
CHIIMBOTE –PERU
2018
INTRODUCCION
La siguiente investigación lo que se pretende en este trabajo es precisamente analizar el comportamiento de las fuerzas que ejercen los líquidos sobre algunos sólidos .En el proceso de esta práctica se han aplicado y aprendido las condiciones básicas del principio de flotación de Arquímedes. El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qué flota un barco muy cargado; su peso total es exactamente igual al peso del agua que desplaza, y esa agua desplazada ejerce la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote.
Si el objeto se pesa primero en aire y luego en agua, la diferencia de peso será igual al peso del volumen de agua desplazado, y este volumen es igual al volumen del objeto, si éste está totalmente sumergido. Así puede determinarse fácilmente la densidad del objeto (masa dividida por volumen). Si se requiere una precisión muy elevada, también hay que tener en cuenta el peso del aire desplazado para obtener el volumen y la densidad correctos y posteriormente estos procedimientos podrán ser aplicados en nuestra vida profesional
EMPUJE Y FLOTACION I.
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES El principio de Arquimides viene siendo utilizado por el hombre desde hace unos 2200 años. El volumen de un solido irregular puede determinarse midiendo la perdida aparente de peso cuando se introduce completamente en un liquido de densidad relativa conocida. La densidad relativa de los liquidos puede determinarse por la profundidad de inmersión de un hidrómetro. Otra aplicaciones comprenden la teoría general de la flotacion y problemas de ingeniería civil. Todo cuerpo, sumergido total o parcialmente en un liquido, sufre un EMPUJE vertical hacia arriba igual al peso del liquido desplazado. El punto en el que actúa la fuerza se llama centro de empuje. Coincide con el centro de gravedad del líquido desplazado.
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras: 1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido. 2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
II.
EMPUJE Y FLOTACION Cuando un sólido se sumerge en un fluido, está sometido a dos fuerzas de la misma dirección vertical, pero de sentido opuesto. • La Fuerza Peso, que esta aplicada en el centro de gravedad del cuerpo y su sentido hacia abajo. •La fuerza de Empuje, que esta aplicada en el centro de empuje y su sentido es hacia arriba. Peso > Empuje: El cuerpo se sumerge completamente y cae al fondo Peso = Empuje: Es cuerpo se sumerge en el fluido sin llegar al fondo, es decir está en equilibrio en el seno del líquido Peso < Empuje: El cuerpo se sumerge parcialmente, en cantidad suficiente, para que el peso del fluido desalojado sea igual que el peso del cuerpo, es decir flota Generalmente el centro de gravedad y el empuje no coinciden en el mismo punto. Además, para que el equilibrio sea estable, el centro de gravedad ha de estar más bajo que el centro de empuje.
III.
ESTABILIDAD DE CUERPOS SUMERGIDOS Y FLOTANTES:
La estabilidad de un cuerpo parcial o totalmente sumergido es vertical y obedece al equilibrio existente entre el peso del cuerpo (W) y la fuerza de flotación (Ff): ambas fuerzas son verticales y actúan a lo largo de la misma línea. La fuerza de flotación estará aplicada en el centro de flotación (CF) y el peso estará aplicado en el centro de gravedad (CG).
CUERPO FLOTANTE De este modo cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un empuje hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en newtons
CUEPOS SUMERGIDOS Un cuerpo flotante es estable si su centro d gravedad esta por debajo del metacentro Todo cuerpo sumergido experimenta una fuerza de empuje hacia arriba que es igual al líquido.
➢ El menor peso aparente dentro del agua se debe a una fuerza neta vertical y con sentido hacia arriba que el agua ejerce sobre los objetos sumergidos en ella. Esta fuerza, conocida como fuerza de flotación o empuje, se puede explicar considerando que un cuerpo sumergido en un liquido experimenta fuerzas en todas direcciones, pero siempre en forma perpendicular a la superficie del cuerpo. ➢ Todos los objetos parecen pesar menos si están sumergidos en el agua. Por ejemplo, es más fácil levantar o sostener a una persona debajo del agua, que fuera de ella. Sin embargo, el peso del cuerpo sumergido es el mismo dentro y fuera del líquido, dado que no variaron la masa ni el valor de la aceleración de la gravedad.
IV.
EJERCICIO:
CONCLUSIONES: ➢ Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido cuya densidad es menor, el objeto no sostenido se acelerará hacia arriba y flotará; en el caso contrario, es decir si la densidad del cuerpo sumergido es mayor que la del fluido, éste se acelerará hacia abajo y se hundirá. ➢ Concluimos que es cierto que todos los cuerpos al estar sumergidos en un fluido experimentan una fuerza de empuje hacia arriba, por el principio de Arquímedes analizado en el laboratorio, pues los fluidos ejercen resistencia al sólido sumergido en ellos para equilibrar el sistema ➢ En toda práctica experimental es necesario repetir el procedimiento varias veces para lograr una mayor precisión y exactitud, sin embargo, como todo experimento implica un margen de error es imposible lograr los resultados de un sistema teórico e ideal. ➢ Gracias al principio de Arquímedes es posible calcular el volumen de los cuerpos irregulares, si necesidad de fundirlos para transformarlos en figuras regulares.
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