ESTABILIDAD DE UN CUERPO EN FLOTACIÓN

Objetivo

Determinar el centro de carena, altura metacéntrica y estudiar la estabilidad de un cuerpo en flotación, en función de cómo varíe el centro de gravedad del cuerpo en cuestión.

Datos

• Dimensiones del flotador (longitud: 35.4 cm, anchura: 20.5 cm, altura: 7.5 cm)
• Peso del flotador: 1599.3 g
• Situación del centro de gravedad para distintas posiciones de la masa deslizante vertical:
  • Altura masa deslizante 20 cm del pie del mástil y posición de CG +1.7 cm
  • Altura masa deslizante a 37 cm del pie del mástil y posición de CG +4.0 cm
• Peso específico del agua: 1000 kp/m³

Desarrollo

El objetivo de esta práctica es demostrar en qué situación es más estable un cuerpo.

En este caso se diferencian dos escenarios en función de la altura a la que se encuentre la masa deslizante.

Para ello, se calcula la distancia entre el metacentro y el centro de carena y, entre el centro de gravedad y el centro de carena en ambos supuestos, observando cuál es más estable de los dos (mientras el metacentro esté por encima del centro de gravedad es estable).

El flotador tiende a realizar dos movimientos. El primero y más desfavorable, sería el de balanceo, es decir, sobre el eje longitudinal. El segundo, por el contrario, se realizaría sobre el eje transversal, denominándose cabeceo.

\(CM=\frac{I_{min}}{V_{c}}=\frac{\frac{1}{12}·b·L^{3}}{b·L·h}\)

CG se calcula directamente con los datos del enunciado.

Resultados

Resultados

1. ¿Cómo afecta la posición del centro de gravedad y del metacentro sobre la estabilidad del cuerpo?

2. ¿Qué ocurre si desplazamos una masa transversalmente? ¿Cómo varía la posición del metacentro?

3. ¿Cuándo dejaría de ser estable el flotador?