Significado y funcionamiento
El empuje es la fuerza neta ascendente producida por la variación de la presión del fluido con la profundidad. Su magnitud es igual al peso del fluido desplazado.
Un recipiente hueco ocupa un volumen mayor en relación con su masa total, lo que le permite desplazar la cantidad de agua necesaria. Es necesario distinguir entre la densidad del metal en sí y la densidad promedio del recipiente completo.
Relaciones y condiciones de validez
Fb=ρgV_desplazado. En el modelo con área del plano de flotación constante, el calado es d=m/(ρAwp); con la misma área, una masa mayor se hunde más.
En un casco real, el área del plano de flotación varía con la profundidad. El calado, la estabilidad frente al vuelco, las olas y la entrada de agua son consideraciones distintas.
Qué observar en la simulación
Al flotar, el empuje iguala el peso del casco y la carga.
Casco rectangular de 2000 kg y 1,5 m de puntal. Calado horizontal y escora metacéntrica pequeña se calculan por separado. No vale para grandes escoras o hundimiento dinámico. No pruebes cargas reales.
Relaciones y símbolos clave
d = m/(ρAwp) · Fb = ρgVdisplaced
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| V_desplazado | Volumen de agua desplazado por el casco | m³ |
| Awp | Área del plano de flotación | m² |
| d | Calado | m |
Ejemplo resuelto
Con igual masa, ¿cómo es el calado en mar frente a agua dulce?
Algo menor · Al flotar, el empuje iguala el peso del casco y la carga.
Errores frecuentes
- No es apropiado explicar que la razón por la que un contenedor flota es porque la densidad del metal utilizado para fabricar el contenedor es menor que la del agua.