Principio De Arquimides

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De este modo, cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo, que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en Newton (en el SI) y su ecuación se describe como:

Donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad.

Ejemplo del Principio de Arquímedes

DATOS QUE PODEMOS CONOCER DEL CUERPO (EN EL VACÍO) ANTES DE SUMERGIRLO.

. Por medidas directas podemos conocer:

Masa y volumen

Y a partir de estos datos su densidad: d=m/V.

Conocida la masa se puede hallar el peso en el vacío: p=m•g.

La densidad nos da una idea de como están agrupados los átomos en el cuerpo.

Cuanto más pesados sean los átomos y más juntos estén más denso será el cuerpo.

Si la densidad del cuerpo es igual o mayor que la del líquido el cuerpo quedará totalmente sumergido.

Podemos conocer otras muchas cosas: color, conductividad, tipo de compuesto..., pero no vienen al caso ahora.

¿QUÉ PODEMOS CONOCER DEL LÍQUIDO?

(El P. de Arquímedes se aplica a cualquier fluido aunque aquí vamos a tratar sólo de líquidos).

Por medidas directas:

Masa y volumen

Conocida la masa y el volumen podemos conocer la densidad del líquido:

dL= mL / V

Podemos conocer otras muchas cosas: viscosidad, tensión superficial, conductividad, composición química .., pero no viene al caso ahora

CUERPO SUMERGIDO (Magnitudes que podemos conocer)

Al ir introduciendo el cuerpo en el líquido se va desalojando paulatinamente un volumen de líquido igual al volumen que se va introduciendo del cuerpo (un volumen sustituye al otro)

El líquido reacciona contra esa intromisión empujando al cuerpo con la misma fuerza que utilizaba para mantener al líquido que estaba allí (en el lugar que está ahora el cuerpo).

La fuerza empuje es igual al peso del líquido desalojado (el que estaba allí).

El cuerpo se sumerge hasta que el empuje del líquido iguala el peso que tiene el cuerpo en el vacío.

El peso del cuerpo en el vacío es:

(La fuerza con que lo atrae la tierra)=masa del cuerpo * gravedad=Vc•dcuerpo•g

El empuje no depende ni del tamaño del recipiente donde está sumergido el objeto ni de la profundidad a que se encuentre el cuerpo.

(Es igual en un lago que en el océano siempre que tengan agua de la misma densidad, y es igual a 20m que a 40 m de profundidad- a profundidades muy grandes la densidad aumenta-).

Peso del líquido desalojado=masa de líquido desalojado por la gravedad = PL=mL•g

Masa de líquido desalojado=volumen de líquido desalojado por la densidad del líquido = mL=VL•dL

El volumen de líquido desalojado es igual al volumen del cuerpo sumergido.

E=Vsumergidodlíquidog

El equilibrio se produce cuando el peso del cuerpo en el vacío=Empuje

Si el peso es mayor que el empuje máximo (cuando está todo hundido) el cuerpo se desplaza hacia el fondo.

Si utilizas unidades del S.I. (metro cúbico, Kg/ m3, 9.8 m/s2) el empuje se obtendrá en Newtons.

MOVIMIENTO PARABOLICO

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. También es posible demostrar que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos, un movimiento rectilíneo uniforme horizontal

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