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Flotabilidad
Flotabilidad
La flotabilidad surge del hecho de que la presión del fluido aumenta con la profundidad y del hecho de que la presión aumentada se ejerce en todas las direcciones ( principio de Pascal ), de modo que existe una fuerza ascendente desequilibrada en el fondo de un objeto sumergido.
Dado que la "bola de agua" de la izquierda se apoya exactamente en la diferencia de presión y el objeto sólido de la derecha experimenta exactamente el mismo entorno de presión, se deduce que la fuerza de flotación sobre el objeto sólido es igual al peso del agua desplazada ( Arquímedes 'principio ).
Los objetos de igual volumen experimentan fuerzas de flotación iguales .
Los objetos de igual volumen experimentan fuerzas de flotación iguales .
Volúmenes iguales se sienten iguales fuerzas flotantes
Volúmenes iguales se sienten iguales fuerzas flotantes
Suponga que tiene bolas de corcho, aluminio y plomo del mismo tamaño, con densidades específicas respectivas de 0,2, 2,7 y 11,3. Si el volumen de cada uno es de 10 centímetros cúbicos, entonces sus masas son 2, 27 y 113 g.
Cada uno desplazaría 10 gramos de agua, produciendo masas aparentes de -8 (el corcho se aceleraría hacia arriba), 17 y 103 gramos respectivamente.
El comportamiento de las tres bolas ciertamente sería diferente al soltarse del reposo en el agua. El corcho se levantaría, el aluminio se hundiría y el plomo se hundiría más rápidamente. Pero la fuerza de flotación en cada uno es la misma debido a entornos de presión idénticos y un desplazamiento de agua igual. La diferencia de comportamiento proviene de la comparación de esa fuerza de flotación con el peso del objeto.
Principio de Arquimedes
Principio de Arquimedes
¡Hmm! ¡La corona parece más clara bajo el agua!
¡Hmm! ¡La corona parece más clara bajo el agua!
La fuerza de flotación sobre un objeto sumergido es igual al peso del líquido desplazado por el objeto. Para el agua, con una densidad de un gramo por centímetro cúbico, esto proporciona una manera conveniente de determinar el volumen de un objeto de forma irregular y luego determinar su densidad.
La fuerza de flotación sobre un objeto sumergido es igual al peso del líquido desplazado por el objeto. Para el agua, con una densidad de un gramo por centímetro cúbico, esto proporciona una manera conveniente de determinar el volumen de un objeto de forma irregular y luego determinar su densidad.
Principio de Arquimedes
Principio de Arquimedes
La fuerza de flotación sobre un objeto sumergido es igual al peso del fluido desplazado. Este principio es útil para determinar el volumen y, por lo tanto, la densidad de un objeto de forma irregular midiendo su masa en el aire y su masa efectiva cuando se sumerge en agua (densidad = 1 gramo por centímetro cúbico). Esta masa efectiva bajo el agua será su masa real menos la masa del fluido desplazado. La diferencia entre la masa real y efectiva, por lo tanto, da la masa de agua desplazada y permite el cálculo del volumen del objeto de forma irregular (como la corona del reyen la historia de Arquímedes). La masa dividida por el volumen así determinado da una medida de la densidad media del objeto. Arquímedes descubrió que la densidad de la supuesta corona de oro del rey era en realidad mucho menor que la densidad del oro, lo que implica que estaba hueca o llena de una sustancia menos densa.
El examen de la naturaleza de la flotabilidad muestra que la fuerza de flotación sobre un volumen de agua y un objeto sumergido del mismo volumen es la misma. Dado que soporta exactamente el volumen de agua, se deduce que la fuerza de flotación sobre cualquier objeto sumergido es igual al peso del agua desplazada. Ésta es la esencia del principio de Arquímedes.
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