PRÁCTICA No. 3 “Empuje y Flotación”

Laboratorio de Hidráulica I
Práctica No.3. “Empuje y Flotación”
PRÁCTICA No. 3
“Empuje y Flotación”
OBJETIVO: “Analizar la distribución de las presiones hidrostáticas y los empujes que
actúan sobre un cuerpo en flotación”.
INTRODUCCIÓN
Cuando un cuerpo sólido cualquiera flota dentro de un líquido, se presenta un estado de
equilibrio debido a que el líquido ejerce una fuerza ascendente de similar magnitud,
pero de sentido contrario al del peso del cuerpo.
Es posible observar en este tipo de situaciones, que las componentes horizontales de la
presión hidrostática se contraponen, por lo que no existe fuerza resultante horizontal
alguna, presentándose únicamente la componente vertical PZ y la fuerza generada por
el peso del cuerpo sólido W.
Lo anterior puede expresarse simplemente como:
PZ = γVS
(3.1)
La ecuación anterior expresa fielmente el principio de Arquímedes: “Todo cuerpo
sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical ascendente de igual
magnitud que el peso del volumen desalojado”.
Fig 3.1. Flotación de un cuerpo.
El punto de aplicación del empuje vertical coincide con el centro de gravedad del
volumen desalojado y se conoce con el nombre de centro de flotación o de carena.
8
Laboratorio de Hidráulica I
Práctica No.3. “Empuje y Flotación”
EJEMPLO
Determinar los empujes que actúan sobre un cuerpo que flota en forma diagonal con
respecto al nivel del agua.
REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO
1. Colocar en un recipiente lleno de agua un cuerpo flotante en forma vertical con
un peso adicional a su peso propio.
2. Medir todas las dimensiones del cuerpo sumergido, estableciendo la porción
del cuerpo que se encuentra por debajo del agua para determinar el volumen
desplazado.
3. Colocar el mismo cuerpo dentro del agua pero sumergido en forma diagonal
con respecto al nivel del agua dentro del recipiente.
4. Medir todas las dimensiones del cuerpo sumergido, así como también la
porción que se encuentra por debajo del nivel del agua.
CONTENIDO DEL REPORTE DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO
agua.
1. Determinar los pesos de los cuerpos que se encuentran sumergidos en el
2. Determinar el volumen de agua que desplazan los cuerpos.
3. Calcular analíticamente las cuñas de presiones ejercidas sobre el cuerpo
sumergido diagonalmente, la magnitud total del empuje y su punto de aplicación.
4. Comparar el peso de cada uno de los cuerpos sumergidos contra el empuje
que ejerce el fluido para mantenerlos flotando.
5. Para el cuerpo que se encuentra flotando verticalmente, calcular cuál sería la
profundidad que se hundiría si fuese sumergido en un líquido con una densidad relativa
de 13.6 (Hg) y en un líquido con una densidad relativa de 0.860 (aceite automotriz).
6. Conclusiones de la realización de la práctica, explicando el porqué de las
posibles diferencias entre el empuje ascendente y el peso de cada uno de los cuerpos.
Fecha de entrega del reporte: el día de la realización de la siguiente práctica.
9