La flotabilidad

La flotabilidad

La flotabilidad es la capacidad de un cuerpo para sostenerse dentro de un fluido. Este flota cuando la fuerza resultante de la presión ejercida en la parte inferior del cuerpo es superior a la fuerza resultante de su peso más la presión ejercida en la parte superior. El cuerpo sube hasta que ambas resultantes son iguales. Por ello los cuerpos que flotan no salen volando. En ocasiones la presión ejercida en la parte inferior es sólo debida al líquido en el que el cuerpo está inmerso.

La flotabilidad de un cuerpo dentro de un fluido estará determinada por las diferentes fuerzas que actúen sobre el mismo y el sentido de las mismas. La flotabilidad es positiva cuando el cuerpo tienda a ascender dentro del fluido, es negativa cuando el cuerpo tiende a descender dentro del fluido, y es neutra cuando se mantiene en suspensión dentro del fluido.

Objetivos

• Determinar teórica y experimentalmente el valor en gramos [gr] de las masas, para sumergir la mitad de la esfera de icopor.

• Demostrar experimentalmente el tema de flotabilidad visto en clase.

Marco Teórico

Se utilizó un concepto llamado casquete esférico, en geometría, es la parte de una esfera cortada por un plano. Si dicho plano pasa por el centro de la esfera, lógicamente, la altura del casquete es igual al radio de la esfera, y el casquete esférico será un hemisferio (semiesfera).

Si el radio de la esfera es , el radio de la base del casquete , y la altura del casquete , el área de la superficie curva del casquete esférico es.

Aplicando el método de los discos, se obtiene:

π sale de la integral ya que es una constante, y resolviendo el producto notable queda:

Que al sacar factor común y sumar se obtiene la ecuación antes vista:

Utilizando esta ecuación se determina cada uno de los de valores sumergidos.

Descripción del equipo

Se utilizó un recipiente de vidrio en el cual se llenó de agua, hasta la mitad aproximadamente. Una espera de icopor de 15cm. De diámetro.

Probetas de acero de diferentes pesos, que se utilizan como masas para sumergir la bola de icopor.

...