Written by Cualquier cuerpo que flota en un líquido en reposo tiene estabilidad vertical. Si movemos el cuerpo hacia arriba, provocará una disminución en el volumen de líquido desplazado, resultando en una fuerza hacia abajo desequilibrada, haciendo que el cuerpo tienda a volver a la posición inicial. De manera análoga, si empujamos un cuerpo flotante hacia abajo, habrá un aumento en el empuje provocando una fuerza hacia arriba desequilibrada.
Estabilidad lineal: Un cuerpo tendrá estabilidad lineal siempre que un pequeño desplazamiento, en cualquier dirección, dé lugar a fuerzas desequilibradas que tienden a llevar el cuerpo a la posición inicial.
Estabilidad angular: Un cuerpo tendrá estabilidad angular cuando el conjugado restaurador de la posición inicial sea un pequeño desplazamiento angular. Un objeto que está sumergido tiene estabilidad angular si y solo cuando su centro de gravedad está por debajo del centro del casco (figura 1a). vea que en la figura 1b cuando el cuerpo se gira en sentido antihorario, el empuje y el peso producirán una combinación de fuerzas, en el sentido de las agujas del reloj, que restaura la posición inicial del objeto.
Determinación de la estabilidad angular de objetos flotantes
Cualquier objeto flotante está en equilibrio estable cuando su centro de gravedad está por debajo de su centro de casco. Sin embargo, ciertos objetos flotantes pueden estar en equilibrio aunque su centro de gravedad esté por encima del centro del casco.
La figura 2a muestra la sección transversal de un cuerpo en el que todas las secciones transversales son idénticas a este. El centro del casco se ubica en el centro del volumen desplazado, que, en este caso, coincide con el centro de gravedad de la sección transversal sumergida. Si se gira el cuerpo (figura 2b), el centro del casco ocupará el centro de gravedad B ‘del trapezoide ABCD; entonces tendremos la flotabilidad actuando sobre el punto B ‘y hacia arriba, y el peso actuando hacia abajo sobre el CG del cuerpo. Si la línea vertical que pasa por B ‘se cruza con la línea central original por encima de G, se generará un conjunto de fuerzas que serán contrarias al movimiento, con el cuerpo en equilibrio estable, llamado megacentro.
Cuando el megacentro:
1) está por encima de G el saldo será estable;
2) está por debajo de G el saldo será inestable;
3) coincidir con G el equilibrio será neutral.
La distancia MG se denomina altura metacéntrica y su valor es una medida directa de la estabilidad del cuerpo. El conjugado restaurador viene dado por:
Donde θ es el desplazamiento angular y W es el peso corporal.
