La fuerza de empuje es la fuerza resultante ejercida sobre un cuerpo por un fluido estático en el cual se encuentra sumergido algún objeto.

INTRODUCCION

La fuerza de empuje es la fuerza resultante ejercida sobre un cuerpo por un fluido estático en el cual se encuentra sumergido algún objeto.

La estabilidad se define como la capacidad que tiene un objeto de volver al estado de equilibrio después de haber sido desplazado de él.

En la realización de esta práctica se harán  pruebas con un pontón a escala con el cual se medirá el ángulo de escora, este ángulo será medido mientras se  cambia la posición algunas masas que se encuentran dentro del pontón, logrando de esta forma cambiar la posición del centro de gravedad del barco, su centro de empuje y también el ángulo de escora. Se anotaran esos datos y se procederá a calcular la altura metacéntrica.

OBJETIVOS

1. GENERAL

Establecer las condiciones de estabilidad para que un cuerpo pueda flotar sobre un líquido, y analizar mediante las formulas del principio de arquimides.

1. ESPECIFICOS

1. Analizar el caso de cuerpos que flotan en un líquido.

1. Usar el principio del equilibrio estático para resolver problemas de las fuerzas involucradas en la flotación.

1. Determinar la altura metacéntrica en forma teórica y experimental de un cuerpo flotante.

1. Demostrar que la altura metacéntrica permanece constante para pequeños ángulos de rotación en cuerpo flotante.

DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA

1. Se proporcionó un pontón el cual contenía unos cilindros móviles en ella para realizar distintas mediciones.
2. Se fijó el cilindro vertical a una altura Yh = 12cm con respecto al fondo del pontón.
3. Se colocó dentro del depósito de agua el cuerpo flotante (pontón) con sumo cuidado.
4. Se desplazó el cilindro horizontal X a 2 cm, 4 cm y 5 cm hacia la izquierda del eje central, y hacia la derecha del eje central, tomando las lecturas correspondientes de los ángulos en la escala angular.
5. Se repitió el paso anterior para valores de Yh = 20 cm, Yh = 30 cm para obtener 3 juegos de datos. Realizando el paso 4 en cada altura.

DATOS DEL LABORATORIO

Tabla 1: Datos obtenidos en el laboratorio.

[pic 1]

[pic 2]

CALCULOS

Grafica 1: Posición del cilindro horizontal vrs ángulo de escora

[pic 3]

Utilizando el programa Qtplot encontramos las pendientes (A) de cada altura.

017 05:20:30 p.m. Plot: ''Graph1'']

Linear Regression of dataset: Table1_2, using function: A*x+B

Weighting Method: No weighting

From x = 9.500000000000000e+00 to x = -9.750000000000000e+00

B (y-intercept) = 3.765343359504589e-02 +/- 8.503260016622587e-02

A (slope) = 5.271480703306425e-01 +/- 1.251795016271336e-02

--------------------------------------------------------------------------------------

Chi^2/doF = 5.060820524162335e-02

R^2 = 0.997188433042132

Adjusted R^2 = 0.995782649563198

RMSE (Root Mean Squared Error) = 0.224962675218853

RSS (Residual Sum of Squares) = 0.253041026208117

---------------------------------------------------------------------------------------

[pic 4]

 [10/09/2017 05:23:45 p.m. Plot: ''Graph1'']

Linear Regression of dataset: Table2_2, using function: A*x+B

Weighting Method: No weighting

From x = 7.000000000000000e+00 to x = -6.750000000000000e+00

B (y-intercept) = -2.604774535809019e-02 +/- 1.163644944357870e-01

A (slope) = 7.293368700265253e-01 +/- 2.373074221338669e-02

--------------------------------------------------------------------------------------

Chi^2/doF = 9.477984084880636e-02

R^2 = 0.994734453286177

Adjusted R^2 = 0.992101679929266

RMSE (Root Mean Squared Error) = 0.30786334768661

RSS (Residual Sum of Squares) = 0.473899204244032

[pic 5]

[10/09/2017 05:24:24 p.m. Plot: ''Graph1'']

Linear Regression of dataset: Table3_2, using function: A*x+B

Weighting Method: No weighting

From x = 7.750000000000000e+00 to x = -8.000000000000000e+00

B (y-intercept) = 6.866024804177545e-02 +/- 5.946925852964727e-02

A (slope) = 6.408289817232375e-01 +/- 1.063362807846693e-02

--------------------------------------------------------------------------------------

Chi^2/doF = 2.474706266318538e-02

R^2 = 0.998625163185379

Adjusted R^2 = 0.997937744778068

RMSE (Root Mean Squared Error) = 0.157311991479306

RSS (Residual Sum of Squares) = 0.123735313315927

[pic 6]

Tabla 2: Valores de la pendiente con su respectiva altura del cilindro vertical.

[pic 7]

Gráfica 2: Variación de Posición de Cilindro Yh vrs Pendiente Angula dx/dθ

[pic 8]

[10/09/2017 06:58:37 p.m. Plot: ''Graph4'']

Linear Regression of dataset: Table4_2, using function: A*x+B

Weighting Method: No weighting

From x = 5.271480700000000e-01 to x = 7.293368700000000e-01

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