Determinacin del Centro de Presiones y Estabilidad de Cuerpos Flotantes

Determinacin del Centro de Presiones y Estabilidad de Cuerpos Flotantes

INTRODUCCIONEs importante saber que para el diseo de estructuras, aparatos u objetos que estarn sumergidos como presas, barajes, compuertas, tanques, barcos, etc., es necesario calcular las magnitudes y ubicaciones de las fuerzas debido a la presin de agua que acta sobre la superficie de los objetos, sean estas planas, inclinadas o curvas.

OBJETIVO DE CENTRO DE PRESIONESDeterminar experimentalmente la ubicacin del centro de presiones de la fuerza resultante hidrosttica ejercida por una altura de agua sobre una superficie curva.Analizar la relacin entre las coordenadas de este centro de presiones y la altura de agua que ejerce presin, Verificar lo obtenido experimentalmente con lo que se conoce tericamente. OBJETIVO DE ESTABILIDAD DE CUERPO FLOTANTEEstudiar el principio de Arqumedes y las condiciones de estabilidad rotacional.Demostrar la estabilidad rotacional de un cuerpo flotante prismtico: paraleleppedo rectangular.Hallar la distancia metacntrica de un cuerpo flotante en un fluido.

Determinacin del Centro de Presiones

CLCULO Y DISCUSIONESfuerzasexperimentaltericod (m)h (m)D=d-d0H=h-h0FvFhXcpYcpXcpYcp0.350.1790.250.11018.18335726.88749670.08160000.21542840.07607960.1999740.250.1520.150.08312.16846843.93287190.07316100.22636320.06679930.2110400.20.1350.10.0668.746953792.49448060.06785270.23792720.05993790.2184500.150.1140.050.0455.018236521.16777620.05913480.25411760.04986410.2280095CLCULO Y DISCUSIONESGrafico H vs Xcp:

Grafico H vs Ycp:

Grafico superpuestosGrafico H vs Xcp:

Grafico H vs Ycp:

CUESTIONARIO:Comente el ajuste obtenido de los resultados experimentales con los tericos en los grficos solicitados Xcp vs H e Ycp vs H.Las curvas de las grficas muestran un error mnimo, sin embargo el mayor error se encuentra en las dos ltimas mediciones, esto se puede deber a las fuerzas de tensin superficial las cuales se confunde o se agregan a las fuerzas hidrostticas que actan sobre el cuadrante.El error tambin se puede deber a un error en la lectura de datos, la cual pierde exactitud debido a que el agua se eleva al estar en contacto con otra superficie.puntos absurdos que deben ser eliminados?Si, siempre y cuando no aparecieran si se volviera hacer el ensayo. Que fuentes de error podran estar afectando sus mediciones y resultados?La vista, a la hora de lectura.

CUESTIONARIO:Al hacer la ultima medicin, nuevamente para d = do = 10 cm, logra medir nuevamente el mismo valor de h = ho? Porque si o porque no ?No, debido a la tensin superficial y a la acumulacin de error.Indique tres casos de estructuras en las cuales requerira calcular las componentes vertical y horizontal de la fuerza sobre una superficie curva y su punto de aplicacin.En compuertasEn presas En los pozos elevados de almacenamiento de agua que abastecen una urbanizacin

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESLas curvas obtenidas de los datos experimentales y tericos se aproximan mucho lo cual indica que los clculos tericos se verifican con los resultados experimentales.Existe una mayor desviacin en los dos resultados de la ultima medicion, esto se puede deber a las fuerzas de tensin superficial.Debido a que las curvas de la ubicacin de la fuerza vertical son casi iguales, esto indica que es factible decir que la fuerza vertical se aplica a una distancia horizontal igual a la distancia al centroide del volumen sumergido.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESDe igual forma, se concluye que las expresiones tericas respecto a la ubicacin de la fuerza horizontal se verifican con los resultados de la experiencia realizada.Debido a que el error se encuentra en las dos ltimas mediciones, en donde el volumen sumergido era menor, esto lleva a pensar a que las expresiones matemticas tienen mayor valides cuando la altura sumergida es mayor.Para evitar resultados errneos se debe se debe verificar que la superficie plana del cuadrante este bien nivelada. Tambin se debe procurar que las llaves estn bien cerradas al momento de realizar las mediciones

Estabilidad de Cuerpos Flotantes

CLCULO Y DISCUSIONESX (cm)Y (cm)H=LxSEN()1360.052660.212.5960.391.53170.083.56170.3759170.786.53260.3411.56261.20149262.18

CLCULO Y DISCUSIONESX (cm)Y (cm)H=LxSEN()1360.051.53170.086.53260.342660.213.56170.3711.56261.202.5960.3959170.78149262.18

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESQue la estabilidad de un cuerpo sumergido depende de la ubicacin del centro de masa, tambin de una masa que se ubica en el eje de las abscisas y del ngulo de carena, ya que mediante ello podremos ubicar el centro de empuje inicial como final para finalmente obtener la ubicacin del metacentro.A medida que el Y aumenta, la medida metacntrica disminuye, esto nos lleva a suponer que en algn momento el metacentro coincidir con el centro de gravedad, para luego llegar a ser negativa y volverse inestable al mnimo movimiento que se le haga a la barcaza.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESEs muy importante tomar varios datos, ya que la precisin de las medidas se hace a simple vista, esto nos trae mucho error ala hora de elaborar la tabla, mucho mas difcil es trabajar cuando el H se va haciendo 0, ya que al mnimo movimiento este se in estabiliza , por ello es muy necesario tener paciencia y precisin.