Date post: | 02-Mar-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | carolina-bareno |
View: | 236 times |
Download: | 0 times |
of 15
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
1/15
Principio de Arqumedes
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
2/15
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
3/15
Fuerza de empuje
Si un cuerpo de masa m se introduce
un fluido quedar sujeto a dos
fuerzas verticales: el peso del cuerpo
y la fuerza de empuje.
FB
W
Pueden ocurrir tres situaciones:
1.- Que el peso del cuerpo sea de
mayor medida que la fuerza de empuje.
2.- Que el peso del cuerpo sea de igual
medida que la fuerza de empuje.
3.- Que el peso del cuerpo sea de
menor medida que la fuerza de empuje.
Conclusiones:
1.- Si W > FB, entonces el cuerpo se
hunde.
2.- Si W FB, entonces el cuerpo
flota total o parcialmente en el fluido.
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
4/15
FB
Balance de fuerzas:
W = FB
FB = gfluido . Vdesalojado del fluido
Principio de Arqumedes
Vdesplazado representa al volumen
del fluido que es desalojado por
el cuerpo
FB : Fuerza de empuje fuerza de
flotacin. Fuerza que tiende a levantar
el cuerpo
gfluido = peso especifico del fluido = fluido x g
W = peso = mcuerpo . g
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
Vdesplazado
= Vsumergido
FB = mfluido desalojado . g = ( . V)fluido desalojado . g
FB = gfluido . Vsumergido del cuerpo
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
5/15
Principio de Arqumedes
Experimento
Se llenaran tres vasos con agua.
Uno de ellos quedar tal cual.
En el segundo se aadir mucha sal
(unas 4 cucharadas) y se removerpara su disolucin.
En el tercero se adiciona la mitad de
sal que en anterior.
A continuacin se introduce un huevo
en cada vaso y se observa lo que
ocurre.
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
6/15
Principio de Arqumedes
fotabilidad
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
7/15
Como lograr que un cuerpo permanezca suspendido a cierta
profundidad cuando no se cumple que W = FB y sin
modificar la propiedades del fluido o del cuerpo??
Se aplica una fuerza externa
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
8/15
Cuerpo suspendido a cierta
profundidad
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
9/15
Cuerpo suspendido a cierta
profundidad
PROBLEMA MODELO 5.4 del libro de Mott.
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
Un cubo de latn con aristas que miden 6 pulg
pesa 67 Ib. Se desea mantenerlo en equilibrio
bajo el agua sujetndolo a una boya esfrica
de hule espuma. Si el hule espuma tiene un
peso especfico de 4,5 lb/pie3
. El pesoespecifico del agua es 62,4 lb/pie3.
cul es el radio mnimo requerido de la
boya?
R
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
10/15
Cuerpo suspendido a cierta
profundidad
Bloque de
instrumentos
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
11/15
Peso aparente
Se llama peso aparente a la relacin:
Wa = mg - FB
Situaciones concretas:
Cuando estamos sumergidos en el agua nos sentimos ms livianos, y las cosas
que tomamos bajo el agua tambin las sentimos ms livianas.
Lo anterior ocurre porque el peso que sentimos, no es el peso gravitacional, es el
peso aparente.
FB
mg
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
12/15
Flotacin de barcos
Por qu un barco flota a pesar que es de metal y el metal tiene mayor densidad que elagua?
Un cuerpo de menor densidad que el agua siempre flotar. En este caso se
verificar que la fuerza de empuje es mayor o igual que el peso gravitacional
del cuerpo
La densidad promedio del barco. Eso es lo que
interesa. Y esa es menor que la del agua.
Su densidad promedio se determina por:
V
m
Y el volumen del barco no incluye solo el metal.
Tambin incluye el aire en su interior.UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
13/15
Y el submarino?
Un submarino se hunde o flota a discrecin: cmo lo hace?
Un submarino se hunde si su peso
gravitacional es mayor que el empuje que le
afecta.
Para lograr lo anterior se inundan, con agua,
compartimientos que antes estaban vacos.
Con ello su densidad promedio aumenta y, en
consecuencia, tambin aumenta su peso
gravitacional.
Por lo tanto ocurrir que
W > FB
Y el submarino se hundir.
Para elevarse o flotar, su peso
gravitacional debe ser menor que el
empuje.
Esto se logra sacando el agua con que se
haba inundado algunos compartimientos.
As su densidad promedio disminuye y
tambin su peso gravitacional.
Y cuando ocurra que
FB > W
El submarino se elevar.
UIS-EIQ - Manejo de Fluidos y Slidos Semestre 2016-1 Profesor JLAV
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
14/15
Ejercicio
3
9
8gRf
3
94 gRs
3
3
2gRs
3
9
4gRf
3
3
4gRf
Una semiesfera de radio R fabricada de un material de densidads
tiene sumergido las dos terceras partes de su
volumen en un fluido de densidadf. Cul es la fuerza de empuje ejercida sobre ste cuerpo?.
a)
b)
c)
d)
e)
7/26/2019 Clase 5. Principio Arquimedes (2016-1).pdf
15/15
Tarea # 23) Considere un iceberg de forma irregular que flota en el mar. Las gravedades
especficas del hielo y del agua de mar son 0.92 y 1.025, respectivamente. Si una
parte de 30 m de alto del iceberg se extiende por encima de la superficie del agua,determine la altura del iceberg por abajo de la superficie
Vista superior del icebergVista lateral del iceberg
4) Se dice que Arqumedes descubri la ley de flotacin cuando el rey Hiero de
Siracusa le pidi que determinara si su corona nueva era de oro puro (gravedad
especifica = 19,3). Arqumedes midi el peso de la corona en aire y fue de 11,8 N.
Luego midi el peso en agua y fue de 10,9 N. Era de oro puro la corona?
Entregar a mano (no impresa). Fecha de entrega: viernes 20 de mayo. Individual