INTRODUCCIÓN

Cualquier objeto que se coloque en un fluido experimenta una fuerza de flotación que tiende a elevarlo, lo que ayuda a darle apoyo. Prueba de ello es como nos mantenemos en la parte superior de una piscina, a pesar de la fuerza de nuestro propio peso.

En la actualidad observamos objetos que flotan por ejemplo: una boya, una embarcación. Pero lo que nos llama la atención es como calcular esta fuerza necesaria para mantenerlos a flote La ley de flotación conocida como principio de Arquímedes que se remota a unos 2200 años es la que nos salva de esta incógnita. Esta nos dice: “la fuerza de flotación hacia arriba en un objeto es igual al peso del líquido desalojado”

Además de ellos también podemos observar que existen objetos suspendidos en el interior del agua, es aquí donde entra a detallar, la estabilidad de un cuerpo dentro de un fluido, un ejemplo conocido es el submarino. Chocándonos con otra pregunta ¿cómo es que puede estar a diferentes niveles del fluido? ¿Por qué no flota o porque no cae en la profundidad?

Estas dos preguntas serán desarrolladas a lo largo del presente alcance.

OBJETIVOS

Establecer la ecuación para la fuerza de flotación.

Definir las condiciones para la posición de un cuerpo, en un fluido, en estado

Sumergido ( hundido) Suspendidos De flotación

Definir el termino metacentro y calcular su ubicación

HidrómetroEste instrumento se utiliza para medir la gravedad específica, peso relativo o densidad relativa de los fluidos, opera teniendo en base el principio de flotación.

Tenemos la siguiente figura, donde el vástago tiene una área transversal constante A. realizando un equilibro de fuerza determinaremos su peso:

W=∀ γ agua

El volumen que consideramos es el volumen sumergido, es decir hasta la marca 1.0

Después este mismo instrumento se coloca es un fluido con peso relativo desconocido. Aquí marcara una diferencia de alturas. Igualaremos el peso con la fuerza de empuje.

W=(∀−A ∆h)γ x

Como observamos el volumen sumergido ha variado.

Ahora reemplazamos el W por ∀ γ aguay

despejamos ∆ h

∀ γ agua=(∀−A ∆h)γ x

∆ h= 1A

(∀−∀ γ aguaγ x

)

∆ h= ∀A

(1− 1Sx

)

La h queda definida por Sx ya que las demás variables son constantes. Es por ello que se puede calibras este instrumento ya no por h, si no por peso relativo.

2. MATERIALES PARA FLOTABILIDADEs común encontrarnos con la elección de un material apropiado para la elaboración de un objeto que flote o para facilitar el desplazamiento de un objeto sumergido. En esta elección debemos tomar en cuenta las siguientes propiedades:

Peso específico bajo, y por ende densidad baja Poca o ninguna tendencia a absorber el liquido Capacidad para soportar las presiones del fluido al que estará sujeto Capacidad para adoptar formas apropiadas Resistencia a la abrasión y tolerancia a los daños.

Los materiales de hule de espuma son populares para esta aplicación sus características son:

Son una trama continua de celdas cerradas y huecas que contienen aire u otro gases ligeros que le dan bajo peso específico ( 2 -40 lb/pie2)

Sus celdas cerradas, no permite el paso del agua

En aplicaciones submarinas utilizan materiales sintéticos de hule de espuma, hechos de esferas pequeñas y huecas incrustadas en una matriz de plástico como fibra de vidrio