FLOTABILIDAD FLOTABILIDAD... Capacidad de flotar basada en el PRINCIPIO DE ARQUIMEDES Y PASCAL. ¿Por qué un trozo de plo
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FLOTABILIDAD FLOTABILIDAD... Capacidad de flotar basada en el PRINCIPIO DE ARQUIMEDES Y PASCAL. ¿Por qué un trozo de plomo de algunos gramos se hunde en el agua y sin embargo un barco de varias toneladas flota en ella? El principio de Arquímedes explica la naturaleza de la flotabilidad: "Un cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta una fuerza ascendente igual al peso del líquido desplazado"
-.El volumen de agua desplazada es idéntico al volumen de la parte sumergida del cuerpo. -.Un cubo de 1m de arista, totalmente sumergido, desplazará exactamente 1 m3 de agua. Si el peso de este m3 de agua fuese 1,000Kg, entonces el cubo experimentaría una fuerza ascendente de 1,000 Kg. -.Si el peso del cubo fuese 900 Kg, la fuerza ascendente sería mayor, por lo que el cubo subiría hasta que el peso del agua desplazada sea 900 Kg. El cubo estaría parcialmente sumergido (estaría flotando) y el volumen sumergido desplazaría exactamente 900 Kg de agua. El cubo tiene flotabilidad positiva. -.Si el peso del cubo fuese 1,000 Kg, la fuerza ascendente sería igual al peso del cubo, por lo que tendría una flotabilidad neutra. -.Si el cubo pesara 1,100 Kg, la fuerza ascendente sería menor que su peso, por lo que se hundiría. En todo caso, dentro del agua el cuerpo está sometido a la fuerza ascendente de 1,000 Kg, por lo que tendría un peso aparente de solo 100 Kg. El cuerpo tiene flotabilidad negativa. La formula de Arquímedes queda expresada:
Donde ρf y ρs son respectivamente la densidad del fluido y del sólido sumergido; V el volumen del cuerpo sumergido; y g la aceleracion de la gravedad. Ya hemos visto que la fuerza ascendente que actúa sobre un cuerpo parcial o totalmente sumergido es igual al peso del líquido desplazado. ¿De qué depende este peso? De la densidad del líquido y del volumen del cuerpo sumergido.
El agua de mar es más densa que el agua dulce, 1ltr de agua de mar pesará más que 1ltr de agua dulce, ya que el agua salada tiene sales disueltas; de hecho en el mar muerto, que es el mas salado del mundo y en el nada vive, es mas fácil flotar por su alta densidad.
IMPORTANCIA DE LA FLOTABILIDAD EN LA VIDA DIARIA
Algunos de los efectos básicos de la flotabilidad son: · Poder nadar sin hundirse · Hacer que los barcos floten · Hacer que los globos con helio suban La importancia de este principio en la práctica del buceo radica en el concepto de flotabilidad de un cuerpo que de él se deriva. Así, un cuerpo tendrá: - Flotabilidad negativa: cuando Pa>E, el cuerpo se hundirá en el seno del líquido. - Flotabilidad neutra: cuando Pa = E,el cuerpo quedará estabilizado a dos aguas. - Flotabilidad positiva:cuando Pa Primera forma de la ecuación de la hidrostática: La ecuación arriba es válida para todo fluido ideal (Fluido ideal es aquel fluido cuya viscosidad es nula) y real, con tal que sea incompresible.
Segunda forma de la ecuación de la hidrostática: La constante C2 se llama altura piezométrica
Tercera forma de la ecuación de la hidrostática:
EXPERIMENTO DE FLOTABILIDAD
Resumen:
Presentaremos una versión casera del experimento denominado como Diablillo de Descartes. Este experimento se basa en los principios de Arquímedes y de Pascal. Consiste en un pequeño recipiente (llamado diablillo) que se encuentra normalmente flotando en el interior de una botella. Sin embargo, al aplicar una presión sobre dicha botella, el diablillo se hunde. Material necesario -.El diablillo: Un recipiente abierto tan sólo por un extremo, debe caber por la boca de la botella (ver a continuación). Resultan ideales los frascos de muestra de perfumes, como el mostrado en la figura 1.
-.La botella: Una botella de refrescos o agua de plástico transparente llenado hasta el borde con agua corriente para llenar. -.Unos brazos fuertes y firmes para presionar la botella una vez llena. Procedimiento: 1-.Llena la botella de agua completamente hasta rebosar. 2-.Introduce el diablillo (frasco de perfume) vacío (lleno de aire) en la botella con la abertura hacia abajo. Debe realizarse lentamente y con cuidado, de forma que no rebose más agua de la necesaria, ya que si quedan burbujas de aire en la botella será más complicado realizar la experiencia. 3-.Cerrar la botella herméticamente con su tapa. De nuevo, debe tenerse especial cuidado en no dejar burbujas de aire dentro de la botella (fuera del diablillo). 4-.Presionar firmemente los laterales de la botella. Si todo va bien, observaras como el diablillo se llena de agua y se hunde en la botella. Explicación teórica
La explicación teórica de la experiencia del diablillo de Descartes es, en realidad, muy sencilla. Se basa en dos de los principios más conocidos de la hidroestática, conocidos como principios de Arquímedes y de Pascal. Dichos principios se basan en: -.Principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascensional (conocida como empuje), de valor igual al peso del fluido que desaloja, dirigida hacia arriba y aplicada sobre el centro de masas del cuerpo. -.Principio de Pascal: El incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible, contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo. Experimento La botella contiene, prácticamente en su totalidad, únicamente aire. La densidad del aire es, aproximadamente de 1,3 g/l. El agua es algo menos de mil veces más densa, 1000 g/l. Por lo tanto, dado que el aire es mucho menos denso que el agua, el peso del diablillo, incluyendo el peso del recipiente de cristal, es en esta situación menor que el peso del agua desalojada. Por lo tanto, el empuje de Arquímedes es capaz de vencer completamente el peso del diablillo, por lo que lo vemos flotar. De hecho, normalmente la flotabilidad del diablillo en estas circunstancias es tan grande que tiende a pegarse al tapón de la botella. Si la destapamos con cuidado, observaremos que la tendencia natural del diablillo es a flotar con una fracción de masa por encima de la superficie, tal y como sucede con las embarcaciones. En el cuello del diablillo se crea una superficie de contacto entre el agua de la botella con el aire de su interior. Si se ha llenado correctamente la botella, esta es la única interfaz que aire-agua que contiene la botella.
Sin embargo, al apretar firmemente los laterales de la botella (ver figura 3), estamos sometiendo el contenido a presión extra, que debido al principio de Pascal es transmitida a todas las partes del fluido instantáneamente. Dicha presión no es capaz de comprimir el agua, ya que esta es a efectos prácticos incompresible.
En particular, la presión ejercida se transmite a la interfaz aire-agua dentro del diablillo, y al aire dentro de este. Debido a que el aire si es muy compresible, este reduce su volumen en gran medida. La reducción del volumen del aire se compensa con la entrada de nueva agua dentro del diablillo. Por tanto, ahora en el interior del diablillo tenemos la misma masa de aire, pero mucha más agua, por lo que el peso total aumenta. Sin embargo, el volumen total del diablillo es el mismo, por lo que el empuje de Arquímedes es constante. Así las cosas, llegará un punto en que el peso del diablillo sea superior al empuje de sustentación, por lo que se hunde hasta el fondo de forma irremediable. De hecho, es incluso posible conseguir flotabilidad neutra regulando cuidadosamente la presión ejercida. En este caso, podemos observar el diablillo suspendido a media altura. Dado que la densidad del agua no es constante, sino que aumenta levemente con la profundidad, es posible controlar la altura del diablillo variando lentamente la presión ejercida. Por último, al liberar de repente la presión ejercida sobre la botella, el aire en el interior del diablillo se expande hasta recuperar su volumen original. De esta forma, la flotabilidad del diablillo se ve restablecida, y este vuelve rápidamente a la superficie. De hecho, como se puede observar en el VIDEO, la flotabilidad del diablillo puede llegar a ser tan grande que su ascensión puede ser muy rápida provocando una violenta (y divertida, por que no decirlo) colisión con el cuello de la botella.
MECÁNICA DE FLUIDOS (FLOTABILIDAD, CAVITACIÓN Y PRESIÓN DE VAPOR) FLOTACIÓN O FLOTABILIDA
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido sufre un empuje de abajo hacia arriba por una fuerza de magnitud igual al peso del fluido que desaloja.
La fuerza neta hacia arriba que resulta de esta diferencia de presiones se denomina fuerza de flotación o empuje.
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 (en el SI). Su ecuación se representa:
En este gráfico se puede determinar tres tipos de elementos, el agua dentro de una bolsa de espesor despreciable, un trozo de madera y una piedra, todos ellos del mismo volumen. La acción que resulta al colocar un elemento o material en cada uno de los recipiente es medir la acción de la densidad que ejerce cada uno de ellos con respecto a la de la fuerza de flotabilidad de un fluido. Una bolsa de plástico delgado llena de agua en equilibrio bajo el agua (recipiente del medio). El agua que rodea a la bolsa ejerce fuerzas de presión sobre su superficie, siendo la resultante una fuerza de rotación o empuje hacia arriba (Fb) que actúa sobre la bolsa. Para una piedra del mismo volumen, la fuerza de flotación es la misma, pero el peso excede a la fuerza de flotación, y así, la piedra no está en equilibrio, (recipiente de la derecha). En el caso de una de pieza de madera del mismo volumen, el peso es menor que la fuerza de flotación, (recipiente de la izquierda).
ESTABILIDAD DE LOS CUERPOS SUMERGIDOS
Una aplicación valiosa del concepto de flotación es la evaluación de la estabilidad de los cuerpos sumergidos y de los flotantes sin accesorios externos
Para un cuerpo sumergido o flotante en equilibrio , el peso y la fuerza de flotación que actúan sobre le se equilibran entre si y, de manera inherente, esos cuerpos son estables en la dirección vertical. S i un cuerpo sumergido neutralmente flotante se asciende o desciende hasta una profundidad
diferente, el cuerpo permanecerá en equilibrio en es ubicación. Si un cuerpo flotante se asciende o desciende mediante una fuerza vertical, el cuerpo regresara a su posición original tan pronto como se elimine el efecto externo. Por lo tanto un cuerpo flotante posee estabilidad vertical mientras que unos sumergidos neutralmente flotante es neutralmente estable, puesto que no regresará a su posición original después de una perturbación. La posibilidad rotacional de un cuerpo sumergido depende de las ubicaciones relativas del centro de gravedad G del cuerpo y del centro de flotación el cual es el centroide del volumen desplazado. Un cuerpo sumergido es estable si tiene un fondo pesado y, en consecuencia , el punto G esta directamente debajo de b. en esos casos, una perturbación rotacional del cuerpo produce un momento de restitución que lo
Mecánica de fluidos Ahora, que conocemos el aspecto básico de los submarinos, pasaremos al tema central de esta composición, su relación con los fluidos, y para ello debemos partir estudiando la mecánica de fluidos. Comenzaremos especificando qué entendemos por fluidos: Fluido es cualquier sustancia que cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma, con lo que fluye y se adapta a la forma del recipiente. Los fluidos pueden ser líquidos o gases. Las partículas que componen un líquido no están rígidamente adheridas entre sí, pero están más unidas que las de un gas. El volumen de un líquido contenido en un recipiente hermético permanece constante, y el líquido tiene una superficie límite definida. En contraste, un gas no tiene límite natural, y se expande y difunde en el aire disminuyendo su densidad. A veces resulta difícil distinguir entre sólidos y fluidos, porque los sólidos pueden fluir muy lentamente cuando están sometidos a presión, como ocurre por ejemplo en los glaciares. La mecánica de fluidos es la parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía. La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, o hidrodinámica, que trata de los fluidos en movimiento.
Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite. Estática de Fluidos o Hidrostática Una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante. De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie —la presión— que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene, sea cual sea su forma, es perpendicular a la pared en cada punto. Si la presión no fuera perpendicular, la fuerza tendría una componente tangencial no equilibrada y el fluido se movería a lo largo de la pared. Este concepto fue formulado por primera vez en una forma un poco más amplia por el matemático y filósofo francés Blaise Pascal en 1647, y se conoce como principio de Pascal. Dicho principio, que tiene aplicaciones muy importantes en hidráulica, afirma que la presión aplicada sobre un fluido contenido en un recipiente se transmite por igual en todas direcciones y a todas las partes del recipiente, siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido y a la profundidad. El segundo principio importante de la estática de fluidos fue descubierto por el matemático y filósofo griego Arquímedes. El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qué flota un barco muy cargado; el peso del agua desplazada por el barco equivale a la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote. El punto sobre el que puede considerarse que actúan todas las fuerzas que producen el efecto de flotación se llama centro de flotación, y corresponde al centro de gravedad del fluido desplazado. El centro de flotación de un cuerpo que flota está situado exactamente encima de su centro de gravedad. Cuanto mayor sea la distancia entre ambos, mayor es la estabilidad del cuerpo. El principio de Arquímedes permite determinar la densidad de un objeto cuya forma es tan irregular que su volumen no puede medirse directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el 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. Dinámica de Fluidos o Hidrodinámica
Esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento; estas leyes son enormemente complejas, y aunque la hidrodinámica tiene una importancia práctica mayor que la hidrostática, sólo podemos tratar aquí algunos conceptos básicos. El interés por la dinámica de fluidos se remonta a las aplicaciones más antiguas de los fluidos en ingeniería. Arquímedes realizó una de las primeras contribuciones con la invención, que se le atribuye tradicionalmente, del tornillo sin fin. La acción impulsora del tornillo de Arquímedes es similar a la de la pieza semejante a un sacacorchos que tienen las picadoras de carne manuales. Los romanos desarrollaron otras máquinas y mecanismos hidráulicos; no sólo empleaban el tornillo de Arquímedes para bombear agua en agricultura y minería, sino que también construyeron extensos sistemas de acueductos, algunos de los cuales todavía funcionan. En el siglo I a.C., el arquitecto e ingeniero romano Vitrubio inventó la rueda hidráulica horizontal, con lo que revolucionó la técnica de moler grano. A pesar de estas tempranas aplicaciones de la dinámica de fluidos, apenas se comprendía la teoría básica, por lo que su desarrollo se vio frenado. Después de Arquímedes pasaron más de 1.800 años antes de que se produjera el siguiente avance científico significativo, debido al matemático y físico italiano Evangelista Torricelli, que inventó el barómetro en 1643 y formuló el teorema de Torricelli, que relaciona la velocidad de salida de un líquido a través de un orificio de un recipiente, con la altura del líquido situado por encima de dicho agujero. El siguiente gran avance en el desarrollo de la mecánica de fluidos tubo que esperar a la formulación de las leyes del movimiento por el matemático y físico inglés Isaac Newton. Estas leyes fueron aplicadas por primera vez a los fluidos por el matemático suizo Leonhard Euler, quien dedujo las ecuaciones básicas para un fluido sin rozamiento (no viscoso). Euler fue el primero en reconocer que las leyes dinámicas para los fluidos sólo pueden expresarse de forma relativamente sencilla si se supone que el fluido es incompresible e ideal, es decir, si se pueden despreciar los efectos del rozamiento y la viscosidad. Sin embargo, como esto nunca es así en el caso de los fluidos reales en movimiento, los resultados de dicho análisis sólo pueden servir como estimación para flujos en los que los efectos de la viscosidad son pequeños. Flujos Incompresibles y sin rozamiento Estos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, enunciado por el matemático y científico suizo Daniel Bernoulli. El teorema afirma que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso (sin rozamiento) es constante a lo largo de una línea de corriente. Las líneas de corriente son líneas de flujo imaginarias que siempre son paralelas a la dirección del flujo en cada
punto, y en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partículas individuales de fluido. El teorema de Bernoulli implica una relación entre los efectos de la presión, la velocidad y la gravedad, e indica que la velocidad aumenta cuando la presión disminuye. Este principio es importante para la medida de flujos, y también puede emplearse para predecir la fuerza de sustentación de un ala en vuelo. Flujos Viscosos: Movimiento Laminar y Turbulento Los primeros experimentos cuidadosamente documentados del rozamiento en flujos de baja .
Flotación
La flotación es un proceso fisicoquímico de tres fases (sólido-líquido-gaseoso) que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire. En química, es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más especies químicas que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Toda disolución está formada por un soluto y un medio dispersante denominado disolvente o solvente. El disolvente es la sustancia que está presente en el mismo estado de agregación que la disolución misma; si ambos (soluto y disolvente) se encuentran en el mismo estado, el disolvente es la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución; en caso que haya igual cantidad de ambos (como un 50% de etanol y 50% de agua), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración. Un buen ejemplo podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama). Esto nos lleva al importante concepto llamado flotación, que se trata con el principio fundamental de Arquímedes. Cuando un cuerpo se sumerge total o parcialmente en un fluido, una cierta porción del fluido es desplazado. Teniendo en cuenta la presión que el fluido ejerce sobre el cuerpo, se infiere que el efecto neto de las fuerzas de presión es una fuerza resultante apuntando verticalmente hacia arriba, la cual tiende,en
forma parcial, a neutralizar la fuerza de gravedad, también vertical, pero apuntando hacia abajo. La fuerza ascendente se llama fuerza de empuje o fuerza de flotación y puede demostrarse que su magnitud es exactamente igual al peso del fluido desplazado. Por tanto, si el peso de un cuerpo es menor que el del fluido que desplaza al sumergirse, el cuerpo debe flotar en el fluido y hundirse si es más pesado que el mismo volumen del líquido donde está sumergido. El principio de Arquímedes es un enunciado de esta conclusión, del todo comprobada, que dice que todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido, está sometido a una fuerza igual al peso del fluido desalojado. Este principio explica el funcionamiento de un tipo de hidrómetro empleado universalmente en los talleres para determinar el peso específico del líquido de las baterías de los automóviles. Un flotador se hunde o no hasta cierta señal, dependiendo del peso específico de la solución en la que flota. Así, el grado de carga eléctrica de la batería puede determinarse, pues depende del peso específico de la solución. FLOTABILIDAD Y ESTABILIDADLA FLOTABILIDAD: tendencia a flotar en un líquido o gas. La tendenciade un fluido para ejercer una fuerza de apoyo sobre un cuerpo colocadoen el.Un cuerpo que se encuentre en un fluido, ya sea flotando o sumergido,es empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluidodesplazado, la fuerza flotante actúa verticalmente hacia arriba a travésdel centroide del volumen desplazado y se le puede definir de la maneramatemática mediante el principio de de Arquímedes:F b =γ f V d F b : fuerza flotanteγ f : peso especifico del fluidoV d
: volumen desplazado del fluidoSobre la flotabilidad se requiere la aplicación de la ecuación delequilibrio estático en la dirección vertical, ∑F v = 0 se supone que elobjeto esta en reposo en el fluido.La flotabilidad neutral se presenta cuando un cuerpo permanece en unaposición dada dondequiera que este sumergido en el fluid, un objetocuyo peso especifico promedio sea igual al del fluido será neutralmenteflotante.Teniendo en cuenta que un objeto con un peso especifico promediomenor que el fluido tendera a flotar, debido que W< Fb con el objetosumergido.y un objeto con un peso especifico promedio mayor que el fluido tenderaa hundirse, debido a que W> Fb con el objeto sumergido.Las ecuaciones de equilibrio para los casos en que flote o se hunda elobjeto dentro de un fluido son: F b +F e – W = 0F b -F e –W=0 Donde: W= γ b V (γ b es peso especifico del elemento sumergido y V es elvolumen del elemento)
F e . es la fuerza externa . LA ESTABILIDAD: es la capacidad de un cuerpo de regresar a suposición original después de haber sido inclinado con respecto a un ejehorizontal, cuando el objeto se aparta de la situación de equilibrio omovimiento uniforme, como resultado de la acción de unas fuerzas omomentos recuperadores. En un sistema móvil u oscilante, la estabilidadsuele exigir tanto una fuerza recuperadora como un factoramortiguador. Si las fuerzas recuperadoras de un sistema oscilanteeléctrico o mecánico como por ejemplo un servomecanismo, no actúan en el momento correcto, y si la amortiguación no es suficiente, las fuerzas no pueden cumplir su función, con lo que el sistema se hace inestable y se descontrola. Las condiciones para la estabilidad son diferentes, dependiendo de si el cuerpo esta en completamente sumergido o se encuentra flotando. ESTABILIDAD DE LOS CUERPOS COMPLETAMENTE SUMERGIDOS: Condición: la condición para la estabilidad d los cuerpos completamentesumergidos en un fluido es que el centro de gravedad del cuerpo deestar por debajo del centro de flotabilidad (el centro de flotabilidad e uncuerpo se encuentra en el centroide del volumen del fluido desplazado,y es a través de este punto como actúa la fuerza flotante en direcciónvertical. El peso del cuerpo actúa verticalmente hacia abajo a través delcentro de gravedad. Si el centro de gravedad y el centro de flotabilidad coinciden como en elcaso de un cuerpo solidó, el peso y la fuerza flotante actúa a través delmismo punto, sin que se produzca el par, en este cando el cuerpotendría una estabilidad neutral y permanecería en cualquier orientaciónen que se colocara con respecto al aje horizontal. ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES: Condición: un cuerpo flotante es estable si su centro de gravedad estapor debajo del metacentro,Donde el metacentro (mc) se define como el punto de intersección deleje vertical de un cuerpo cuando se encuentra en su posición deequilibrio y la recta vertical que pasa por la nueva posición del centrode flotabilidad cuando el cuerpo es girado ligeramente.Es posible determinar
analíticamente si un cuerpo flotante es estable,mediante el cálculo de la posición de su metacentro, la distancia delmetacentro al centro de flotabilidad se denota con (MB), y se calculamediante la ecuación:MB = I / V d Donde: V d = es el volumen desplazado del fluido.I es el mínimo momento de inercia de una sección horizontal delcuerpo, tomada en la superficie del fluido.Si la distancia MB coloca al metacentro por encima del centro degravedad, el cuerpo es estable.Si la distancia de Mc es mayor que la distancia Cg, el cuerpo esestable, y si la distancia Mc es menor que la distancia Cg, el cuerpo esinestable.Las condiciones de estabilidad de cuerpos en un fluido puedenresumirse así: Los cuerpos completamente sumergidos son estables si el centrode gravedad esta por debajo del centro de flotabilidad. Los cuerpos que se encuentran flotando son estables si el centrode gravedad esta por debajo del metacentro. GRADO DE ESTABILIDAD: algunos objetos pueden ser mas establesque otros, aunque el caso limite de estabilidad ha sido establecida comoque el metacentro esta por encima del centro de gravedad. Una medidade la estabilidad relativa se conoce como altura metacéntrica, definidacomo la distancia al metacentro desde el centro de gravedad, CURVA DE ESTABILIDAD ESTATICA: la cantidad de compensaciónentre la línea de acción de peso del objeto, que actúa a través delcentro del centro de flotabilidad (el producto de una de estas fuerzas porla cantidad de compensación produce el par de rectificación queocasiona que el objeto regrese a su posición original y, enconsecuencia, se estabilice)