Flotación y Arquímedes

Pon una barcaza, una boya, un tronco o una esfera en el agua y agrégale carga. Calcula el calado con el principio de Arquímedes, la carga máxima antes de hundirse y si el cuerpo es estable.

Mecánica de Fluidos · Flotabilidad y estabilidad

Ejemplos

Cuerpo en el agua

G: centro de gravedadB: centro de flotaciónM: metacentro

Gráficas

Calado según la cargahasta hundirse
Brazo adrizante GZpositivo: endereza

Resultados

Solución paso a paso

    Teoría

    Principio de Arquímedes

    Fb = γf Vd

    Un cuerpo sumergido total o parcialmente recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja. Si flota en equilibrio, el empuje es igual a su peso total.

    Calado y carga máxima

    Barcaza: W = γf L B d → d = W/(γf L B) Wcarga, máx = γf Vtotal − Wcuerpo

    El calado d es la profundidad del fondo bajo la superficie; el francobordo es la parte que queda fuera del agua.

    Estabilidad de cuerpos flotantes

    BM = I/Vd    GM = KB + BM − KG

    Al inclinarse, el centro de flotación B se desplaza hacia el lado sumergido. Si el metacentro M queda por encima de G (GM > 0), el par del peso y el empuje endereza el cuerpo.

    Momento adrizante

    GZ ≈ GM sen θ (ángulos pequeños)    M = W · GZ

    Para ángulos grandes el simulador calcula GZ con la forma real de la parte sumergida de la sección de la barcaza.

    Se supone la carga fija (no se desplaza) y el casco cerrado: no entra agua al inclinarse.

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