PRÁCTICA 2. HIDROSTÁTICA

Fuerza sobre superficies planas y Flotación

En la Figura 2.1 se puede apreciar una foto del banco para pruebas de hidrostática

perteneciente al laboratorio de mecánica de los fluidos. Con dicho banco se desarrollara el

ensayo de fuerza sobre sobre superficies planas sumergidas.

Figura 2.1. Banco de Hidrostática.

2.1 Superficies Sumergidas.

Objetivo General.

Demostrar que una superficie inmersa recibe un empuje, llamado empuje hidrostático, que

depende del área de la superficie y de la altura de su baricentro medida desde la superficie libre.

Objetivos Específicos.

• Calcular el empuje teórico.

• Calcular el empuje experimental.

• Presentar un gráfico de empuje teórico Vs empuje experimental.

Descripción del Equipo.

Un recipiente de plexiglás transparente dotado de toberas para la alimentación y la descarga,

regla métrica para la detección de la superficie libre del agua, dispositivos para el apoyo de la

balanza, dos perfiles flotadores de forma diversa (con relativos paneles para la fijación a la

balanza).

Figura 2.2. Esquema del montaje.

Procedimiento Experimental.

1. Monte en la balanza el cuerpo con extremos planos.

2. Coloque la regla metalica adosada al recipiente con el cero en correspondencia del vertice

inferior del cuerpo

3. El peso “P” (P=12 N) debe estar en el cero de la escala.

300

4. Desplace el peso “W” hasta obtener el equilibrio de la balanza

5. Llene el recipiente de agua hasta leer en la regla una altura y = 140 mm.

6. Desplace el peso P hacia la derecha hasta obtener el equilibrio del sistema.

7. Lea el valor de “x” ; anótelo junto al valor de “y”.

8. Desplace hacia la izquierda el peso “P” de una cantidad fija (20 ó 30 mm).

9. Abra la llave inferior V1 y descargue el agua hasta obtener de nuevo el equilibrio del

sistema.

10. Lea el valor de "y"; escríbalo con el correspondiente valor de “x”.

11. Repita las operaciones de 7 a 9 hasta volver a poner la masa P cerca del cero.

2.2 Fuerza de Flotación.

Objetivo

Estudiar el principio de Arquímedes a través de un ensayo experimental.

Objetivos Específicos.

Determinar Teóricamente la magnitud de la fuerza de flotación sobre distintos cuerpos.

Determinar Experimentalmente la magnitud de la fuerza de flotación sobre distintos

cuerpos.

Analizar la Influencia de las propiedades del cuerpo y la densidad del fluido sobre la fuerza

de flotacion.

Materiales y Equipos.

Cilíndrico graduado.

Dinamómetro.

Dos (2) liquidos distintos en densidad.

Tres (3) cuerpos distintos en volumen y/o densidad.

En la Figura 2.3 se ilustra un esquema del ensayo a desarrollar para distintos cuerpos

sumergidos en un mismo fluido.

Figura 2.3. Demostración del Principio de Arquímedes. Conceptos de peso real y peso

aparente.

Procedimiento Experimental.

1. Calibre el dinamómetro o balanza para que marque cero cuando no haya ningún objeto en

ella.

2. Sujete el primer cuerpo al dianamómetro y mida su peso.

3. Vierta el primer fluido en un cilindro graduado. Mida la temperatura y el volumen que ocupa

dicho fluido.

4. Sin descolgar el sólido del dinamómetro, sumérjalo totalmente en el fluido. Tenga el cuidado

que la pieza quede completamente sumergida y que la misma no toque el fondo del vaso ni sus

paredes. Tome nota de la lectura que indica ahora el dinamómetro y el volumen del fluido. Para

disminuir las posibles fuentes de error, evite derramar el fluido.

5. Repita los pasos 1 al 4 para el resto de los cuerpos. Luego repita el procedimiento para otro

fluido.

ANEXOS

Tabla A.1. Peso de cuerpos cilindricos para ensayo de fuerza de flotación.

Cuerpos W (N)

Laton 1,26

Aluminio 0,44

Plastico 0,20