UNIVERSIDAD DE MEDELLÍNFACULTAD DE INGENIERÍAS

LABORATORIO FLUIDOS 2015-2

PRÁCTICA 6. ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES

OBJETIVOS Verificar y aplicar el principio de flotación de Arquímedes Observar la estabilidad o inestabilidad de cuerpos con diferentes geometrías

EQUIPOS REQUERIDOS

Tanque lleno de agua, flexómetro, balanza electrónica, barcos y figuras sumergibles, arena

TRABAJO DE LABORATORIO

1. Determinar el peso específico de la maderaSeleccionar una figura de madera apropiada.Introducir la figura de madera en el tanque con agua.Medir el nivel de flotación.Determinar el peso específico de la madera, considerando el equilibrio entre peso y empuje.Comparar con valores teóricos de γ para la madera.

Tabla 1. Datos para determinar el peso específico de la madera

Valor

Volumen figura de madera (cm3)  Volumen sumergido (cm3)Peso específico agua (N/m3)Peso específico madera experimental (N/m3)Peso específico madera teórico (N/m3)

2. Analizar el funcionamiento del densímetro aplicando el principio de Arquímedes

El funcionamiento del densímetro está basado en el principio de Arquímedes.

Figura 1. Ejemplo de densímetro: se indica el diámetro D de la columna con la escala graduada (http://www.cerveceroscaseros.com.ar/interior/todoslostitulos.php?aj_go=more&id=1141520066&archive=&start_from=&ucat=31&)

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D

Escala graduada

Figura 2. Fuerzas que actúan en un densímetro y diferencia de altura sumergida Δh

a. En la escala graduada del densímetro, medir la distancia Δhmedido entre la marca SG=1 (agua) y otra marca (SG<1).

b. Determinar el peso del densímetro.c. Determinar el área trasversal de la columna graduada.d. Calcular el Δhcalculado :

(1)

donde A es la sección trasversal de la columna del densímetro, W es el peso del densímetro, γ el peso específico del agua y SG la densidad relativa inferior a la del agua considerada para la medición al punto a).

e. Demostrar cómo se llega a la ecuación (1) considerando el equilibrio entre peso y fuerza de Arquímedes que actúan en un densímetro.

f. ¿Cómo cambiaría la ecuación (1) si se considerara un líquido más denso que el agua?

Tabla 2. Mediciones y cálculos relativos al densímetro

ValorΔhmedido (m) (entre SG=1 y otra marca que esté indicando SG<1)  diámetro tubo densímetro (m)SG para fluido menos denso que el agua (-)masa densímetro (kg)peso densímetro (N)área trasversal columna graduada densímetro (m2)peso específico agua (N/m3)

Δh calculado (m)  3. Volumen sumergido en un cono

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- Utilizar el cono en PVC. - Colocarlo en el tanque.- Aumentar su peso hasta que se quede en equilibrio en posición vertical- En la posición de equilibrio, establecer su peso y medir el volumen sumergido a partir del

equilibrio entre peso y fuerza de Arquímedes

Tabla 3. Datos medidos y calculados para el cono

Valor

Vsumergido (cm3) obtenido por equilibrio W=FA  Altura total cono (cm)Radio cono (cm)masa cono lleno (kg)peso cono llenoAltura sumergida hsum (cm)Radio sumergido Rsum (cm)peso específico agua (N/m3)

Vsumergido (cm3) calculado con Rsum y hsum  

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