FÍSICA DE OCTAVO GRADO (8°)
FLUIDOS 2
Anteriormente: Fluidos, presión, densidad, Principio de Pascal
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Al sumergir un
cuerpo total o parcialmente en un líquido, podemos notar que el líquido es
desplazado y además empuja con una fuerza hacia arriba, lo que ocasiona que el
cuerpo experimente una perdida aparente de peso, e incluso puede hacerlo
flotar.
Arquímedes, fue un
matemático y físico griego nacido en Siracusa (287-212 A.C). El notó que le
volumen desplazado (Vd) por un objeto es igual al volumen del cuerpo sumergido
(Vs). Vd = Vs.
Pero lo más
importante que Arquímedes encontró es que la fuerza de empuje (E) que ejerce
sobre un objeto sumergido es igual al peso (m*g) del líquido desplazado por
este. E = mL*g (mL
= masa del líquido desplazado)
Si expresamos la
masa del líquido desplazado en términos de densidad del líquido (δL) y
volumen desplazado (Vd), tenemos: E = δL*Vd*mL*g
Teniendo en cuenta que el volumen desplazado
es igual al volumen sumergido:
E
=
δL*Vs*mL*g
Donde:
δL=
densidad del líquido (Kg/m3)
Vs
= Volumen sumergido (m3)
mL
= masa del liquido (Kg)
g
= aceleración de la gravedad (9.8 m/s2)
Esta ecuación nos muestra que el empuje que
ejercen los líquidos sobre los cuerpos depende del volumen que sumerjamos
dentro de él. Por ejemplo, esto se observa cunado introducimos una pelota de
playa dentro de una piscina: Se requiere más fuerza para vencer el empuje que ejerce el agua
cuanto más volumen debemos introducir.
La famosa historia de la corona del Rey de Arquímedes:
Explicación en vídeo del principio de Arquímedes.
La famosa historia de la corona del Rey de Arquímedes:
Explicación en vídeo del principio de Arquímedes.
Explicación del Principio de Arquímedes y del por qué un barco de metal no se hunde:
Fuerza de Empuje
Todo cuerpo sumergido en un líquido
experimenta un empuje hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido que
desplaza.
De acuerdo al
principio de Arquímedes, cuando se introduce un cuerpo en un fluido, su peso
disminuye. Para calcular la fuerza de empuje se debe conocer el peso real del
cuerpo (en el aire) y el peso aparente (dentro del líquido). Llamamos peso
aparente al peso del cuerpo sumergido; la diferencia entre el peso real y el
peso aparente es la fuerza del empuje.
Fuerza
de empuje = peso real – peso aparente
Características del Empuje
- El empuje es la resultante de todas las fuerzas que un líquido ejerce sobre un cuerpo que esta parcial o totalmente sumergido
- El empuje actúa siempre sobre el centro de gravedad del volumen sumergido en un cuerpo homogéneo
FLOTABILIDAD
Es la
capacidad que tiene un cuerpo para mantenerse dentro de un fluido. Se dice que
un cuerpo está en flotación cuando permanece suspendido en un entorno líquido o
gaseoso, es decir, en un fluido
Dependiendo de la relación entre la magnitud
del peso y del empuje, este cuerpo flota, se hunde o se sumerge en el fluido.
Porque se eleva un globo aerostático?
Como se sumerge y sale de nuevo un submarino:
Espero les haya sido de utilidad.
