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16 jul 2016

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE DE OBJETO EN FLOTACIÓN

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Movimiento Armónico Simple de boya sometida a oleaje.

En este problema vamos a realizar un solape de conceptos como el empuje y el movimiento armónico simple para dar solución al problema físico. Para empezar recordemos un principio claro de la hidrostática, el principio de Arquímedes que dice que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

En nuestro caso, el cuerpo que flota es una boya con forma cilíndrica cuya densidad y sección resultan conocidas. Esta boya estará anclada a un punto que consideraremos fijo por medio de muelle de constante recuperadora también conocida que nos permitirá aplicar la Ley de Hooke que reza que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle (sin que se supere el límite elástico del material que forma el muelle).

Movimiento Armónico Simple

Movimiento Armónico Simple de boya

Lo que haremos para la resolución es establecer un equilibrio de fuerzas igualándolo a la masa por la aceleración (2ª Ley de Newton) en condiciones iniciales, cuando no existe oleaje ni positivo ni negativo, de tal forma que sólo intervienen el peso propio de la boya, el empuje que el agua realiza sobre ella y el valor de la fuerza ejercida por el muelle.

Posteriormente, cuando se producen, las oscilaciones debidas a la alternancia de olas que crea la propia marea, el problema se planteará como un movimiento armónico simple que permitirá determinar el período de oscilación de la boya a merced de la marea.

 

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Autor: Javier Luque. @fdetsocial

Co-fundador del blog divulgativo de FdeT 

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