UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA CURSO Mecánica de fluidos SEGUNDA UNIDAD Hidrostatica Flotabilidad y estabilidad Docente: Ing. Bernardo Coloma Paxi .INTRODUCCION La flotabilidad es la tendencia de un fluido para ejercer una fuerza de apoyo sobre un cuerpo colocado en el. El material del bloque no importa. . 2 lb 2 lb La fuerza de flotación se debe al fluido desplazado.Principio de Arquímedes • Un objeto total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza de flotación hacia arriba igual al peso del fluido desplazado. Área FB P P2 P1 . FB h1 mg h2 Fuerza de flotación: FB = f gVf .Cálculo de fuerza de flotación La fuerza de flotación FB se debe a la diferencia de presión P entre las superficies superior e inferior del bloque sumergido. V f A(h2 h1 ) Vf es el volumen del fluido desplazado. FB A( P2 P1 ) A FB A( P2 P1 ) A( f gh2 f gh1 ) FB ( f g ) A(h2 h1 ). 30 x 10-4 m3 T Fb = (1000 kg/m3)(9. Todas las fuerzas están equilibradas: FB + T = mg FB = wgVw mb mb 2 kg b .8 m/s2)(2.25 N B = 2. Vb Vb b 8700 kg/m3 Vb = Vw = 2. Encuentre la fuerza de flotación y la tensión en la cuerda.Ejemplo 4: Un bloque de latón de 2 kg se une a una cuerda y se sumerge en agua.25 N FB = gV mg Diagra ma de fuerzas .3 x 10-4 m3) FFB = 2. 25 N B = 2.2.6 N .FB T = (2 kg)(9.3NN A esta fuerza a veces se le llama peso aparente. FFB = 2.8 m/s2) .25 N FB + T = mg T = mg .): Un bloque de latón de 2 kg se une a una cuerda y se sumerge en agua.3 17.25 N T FB = gV TT= =17.Ejemplo 4 (Cont.25 N T = 19.2. Ahora encuentre la tensión en la cuerda. mg Diagra ma de fuerzas . parcialmente sumergido. la gravedad específica de un objeto x está dada por: f VVf ==xVVx f f x x . FB FB = f gVf mx g = xVxg f gVf = xVxg mg Objetos que flotan: Si Vf es el volumen de agua desplazada Vwd. la fuerza de flotación equilibra exactamente el peso del objeto.Objetos que flotan: Cuando un objeto flota. ¿cuál es la densidad del agua del lago? Suponga que el volumen del estudiante es 3 m3. Vwd = 2 m3. Vs = 3 m3. Si la densidad de su cuerpo es 970 kg/m3. w 3 w Vs 3 m 2 3 s 3(970 kg/m3 ) w 2 2 3 w ==1460 kg/m 3 1460 kg/m w .Ejemplo 5: Un estudiante flota en un lago salado con un tercio de su cuerpo sobre la superficie. s = 970 kg/m3 w VVwd ==sVVs w wd s s s Vwd 2 m3 3 s . 3. 2. P = V A . Identifique lo dado y lo que debe encontrar. A y . La diferencia en presión P se determina mediante la densidad y la profundidad del fluido: m F P2 P1 gh. = . Use unidades consistentes para P. V.Estrategia para resolución de problemas 1. Use presión absoluta Pabs a menos que el problema involucre una diferencia de presión P. Dibuje una figura. La fuerza de flotación no tiene que ver con la masa o densidad del objeto en el fluido.) . entonces su volumen es igual al del fluido desplazado.) 4. 4. Principio Principio de deArquímedes: Arquímedes: Un Un objeto objeto sumergido sumergido oo que que flota flota experimenta experimenta una una fuerza fuerza de de flotación flotación igual igual al al peso peso del del fluido fluido desplazado: desplazado: FB m f g f gV f 5. (Si el objeto está completamente sumergido. r y V se refieren al fluido desplazado. Recuerde: m.Estrategia para problemas (Cont. ) 6. es es decir. flota. 6. FFBB es es igual igual al al peso peso del del objeto. objeto.Estrategia para problemas (Cont. decir. el el peso peso del del objeto objeto es es igual igual al al peso peso del del fluido fluido desplazado: desplazado: mx g m f g or FB mg xVx f V f . Para Para un un objeto objeto que que flota. Resumen x r 1000 kg/m3 Fuerza F Presión . P Área A Presión de fluido: P = gh Pasca 1 Pa = 1 N/m 2 l: . Principio de Arquímedes: Fuerza de flotación: FB = f gVf .