PROYECTOFLUIDOS - Csar Esquivel

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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad Azcapotzalco
	
	
MATERIA:
MECÁNICA DE FLUIDOS
“PROYECTO FINAL: FLOTABILIDAD DE UN CUERPO”
MAESTRO:
GRUPO:
5RM3
ALUMNOS:
· ESQUIVEL GONZALEZ CESAR ANTAR
· GONZALEZ LORENZA ALAN
· CHAVEZ CANTORIANO JORGE LUIS
DICEMBRE 2017
INDICE
· MARCO TEORICO……………………………………………………………………….
· OBJETIVO…………………………………………………………………………………
· DESARROLLO……………………………………………………………………………
· CONCLUSIONES…………………………………………………………………………
MARCO TEORICO
· METACENTRO TRANSVERSAL INICIAL:
Supóngase un buque con volumen de carena igual a V, y su centro de carena en el punto. B. 
Si luego lo escoramos un ángulo {\displaystyle \theta }sin alterar el desplazamiento, entonces el centro de carena adoptará una nueva posición B', tal como se muestra en la figura. La recta de acción del empuje que antes pasaba por B ahora pasará por B', Prolongando esa recta hasta cortar el plano de la crujía, o dicho de otro modo a la recta de acción primitiva para cuando el buque estaba adrizado, tendremos en la intersección de ambas rectas, el punto M. La coordenada vertical de este punto variará con el ángulo de escora, pero para inclinaciones no mayores a 10º se puede asumir como invariable y recibe el nombre de metacentro transversal inicial, ó abreviadamente metacentro transversal.
Dado que por definición el metacentro se encuentra en la vertical del centro de carena del buque adrizado, bastará con conocer la distancia vertical BM para fijar su posición.
Se demuestra que: {\displaystyle {\overline {BM}}={\frac {I}{V}}}
Donde :
· l Es el momento de inercia de la superficie de flotación con respecto a su eje baricéntrico longitudinal.
· V Es el volumen de carena.
· CENTRO DE GRAVEDAD:
Centro de gravedad de un cuerpo depende de la forma del cuerpo y de cómo está distribuida su masa.
El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo. En otras palabras, el centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo.
El centro de gravedad de un cuerpo no corresponde necesariamente a un punto material del cuerpo. Así, el centro de gravedad de una esfera hueca está situado en el centro de la esfera, la cual no pertenece al cuerpo.
· FLOTABILIDAD:
La flotabilidad es la capacidad de un cuerpo para sostenerse dentro de un fluido. Este flota cuando la fuerza resultante de la presión ejercida en la parte inferior del cuerpo es superior a la fuerza resultante de su peso más la presión ejercida en la parte superior. El cuerpo sube hasta que ambas resultantes son iguales. Por ello los cuerpos que flotan no salen volando. En ocasiones la presión ejercida en la parte inferior es sólo debida al líquido en el que el cuerpo está inmerso. En cambio, la ejercida en la parte superior suele ser una parte debida al líquido que tiene parcialmente por encima y otra debida a la presión atmosférica, como es el caso de un iceberg, por ejemplo. La causa de la flotabilidad no es la densidad del cuerpo. La causa de la flotabilidad no es el agua desplazada. La causa de la flotabilidad es simplemente un balance de fuerzas (peso (gravedad) y presión ejercida por los fluidos que rodean al cuerpo).
Se dice que un cuerpo está en flotación cuando permanece suspendido en un entorno líquido o gaseoso, es decir en un fluido. "Un objeto flotará sobre un fluido (ambos bajo el efecto de la fuerza de una gravedad dominante) siempre que el número de partículas que componen el objeto sea menor al número de partículas del fluido desplazadas".
La flotabilidad de un cuerpo dentro de un fluido estará determinada por las diferentes fuerzas que actúen sobre el mismo y el sentido de las mismas. La flotabilidad es positiva cuando el cuerpo tienda a ascender dentro del fluido, es negativa cuando el cuerpo tiende a descender dentro del fluido, y es neutra cuando se mantiene en suspensión dentro del fluido. La flotabilidad viene establecida por el Principio de Arquímedes, y si el cuerpo fuera de naturaleza compresible su flotabilidad se verá modificada al variar su volumen según la Ley de Boyle-Mariotte.
El cálculo y modificación de la capacidad de flotación de un cuerpo tiene importantes aplicaciones en la vida cotidiana como pueden ser:
· Diseño de naves: barcos, submarinos.
· Diseño de aerostatos: globo, zepelines.
· Práctica de deportes subacuáticos: (buceo, pesca submarina, etc)
OBJETIVO
· Se estudiaran las condiciones de estabilidad rotacional de un cuerpo flotante.
· Determinar la altura metacéntrica de forma experimental y teórica de un cuerpo.
· Determinar de forma experimental las condiciones en donde una embarcación pierde el equilibrio estable.
DESARROLLO
· MASAS MÓVILES
 
· REGLA GRADUADA
· BARRAS GUIA DE LAS MASAS
· PLOMADA (GUIA DEL EJE DE GRAVEDAD)
· PRODUCTO FINAL
CONCLUSIONES
Mediante el análisis experimental se pudieron comprender los conceptos de fuerza de flotación, flotabilidad, estabilidad, entre otros más que conformaron la clase de flotabilidad de la materia de Fluidos; se realizó un proyecto en el cuál se desarrolló un modelo para obtener datos necesarios por medio de una hoja electrónica.
Con el proyecto se pudieron aportar los principios fundamentales de la flotabilidad y de la estabilidad, para ayudar a desarrollar la capacidad de analizar y diseñar dispositivos que funcionen cuando floten o se sumerjan, pues previamente en clase, con ayuda del profesor se pudieron dar ejemplos verídicos donde son muy útiles y hasta fáciles de percibir, pues como todos nos imaginamos al inicio, es demostrativo a las características que presentan los barcos al momento de navegar o cualquier otro cuerpo que tenga cierta función en el agua.
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PROYECTO FINAL