Seman 1 Fisica

CONTROL 8

El principio de Arquímides establece lo siguiente: Cuando un objeto se sumerge parcial o totalmente en un líquido, éste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.

La mayoría de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y se hunden y por qué parecen ser más livianos en el agua.

De acuerdo a lo anterior, el barco experimenta una fuerza vertical hacia arriba igual al peso del volumen de agua desalojado, esta fuerza compensa el peso del barco. A pesar de que los barcos son de materiales pesados, la mayor parte de su volumen está ocupado por aire que pesa menos que el agua. El peso de aire dentro del barco compensa el peso mayor del acero.

Un objeto flota en un fluido si el volumen del fluido que desplaza pesa más que el objeto.

El principio de pascal es la presión que ejerce un fluido que no se puede comprimir dentro de un recipiente que tenga paredes que no se deformen lo cual transmite una intensidad en todas las direcciones y todos los puntos del fluido.

"La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo."

Ejemplos:

• Un elevador ya que en su interior contiene una prensa hidráulica que permite el levantamiento de objetos o materiales pesados

• Las puertas de los camiones o autobuses tienen un sistema hidráulico que sirve para abrir o cerrar las puertas, tienen una pequeña prensa hidráulica

• Los compactadores de basura cuentan con una prensa hidráulica

• En construcción las palas mecánicas cuentan con una prensa hidráulica que las ayuda a excavar.

Para calcular la fuerza se tiene:

P_fondo=Po∙g∙h

P_fondo=1000 [Kg/m^3 ]∙9,8[m/s^2 ]∙5[m]

P_fondo=49000 [Pa]

Dado que la presión se define como la fuerza dividida en el área que se aplica, se necesita saber el área del tímpano para poder calcularla.

Cuando un cubo de hielo flota en el agua se tiene por definición que el peso del cubo es exactamente igual a la fuerza de flotabilidad, la cual es igual al peso del agua desplazada.

Cuando el cubo de hielo se derrite, su volumen cambia, pero conserva su peso (según la ley de conservación de las masas) Así que el agua derretida de un cubo de hielo tiene exactamente el mismo peso que el agua que fue desplazada por el cubo de hielo cuando estaba congelado, por lo cual el “volumen” del agua derretida se adapta exactamente en el volumen previamente desplazado conservándose igual el nivel del agua.

Este argumento se aplica solo si el cubo de hielo es hecho esencialmente con la misma agua en la que está flotando. Siendo esto cierto, por ejemplo, el Ártico está hecho con agua de mar congelada. Sin embargo, si se toma un “iceberg” del Antártico, el cual se ha separado del agua “dulce” del continente y está flotando en el agua salada del mar, hay que tomar en cuenta el hecho que el agua salada es más densa que el agua dulce. En cuyo caso, el iceberg todavía pesa tanto como el peso del agua salada desplazada, pero debido a la diferencia de densidad, el volumen del agua fresca derretida será ligeramente mayor que el volumen del agua desplazada, de esta forma el nivel del agua se elevará (aunque esto será imperceptible a escala oceánica) cuando el iceberg se derrite.

Suponiendo la energía se conserva, la energía que tiene el agua en el borde de la cascada sería energía potencial, dado que su velocidad cambia de dirección y es nula en la componente vertical. Al llegar al nuevo punto, esa energía potencial se habrá transformado en energía cinética, ganando velocidad en la componente vertical. Vamos a prescindir de signos en la "altura"

...