EMPUJE

EMPUJE

Todo cuerpo que se introduzca en un liquido,
experimenta un ''empuje'' de abajo hacia arriba que es equivalente al peso del volumen del liquido desalojado.
Formula del empuje : 
E=Pc * Vc
Donde
E=Empuje
Pc= Peso del cuerpo

Vc= Volumen del cuerpo Concepto clave del empuje: 

Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si éste se sumerge por completo, el peso del agua que desplaza (el empuje) es mayor que su propio peso, y el objeto es impulsado hacia arriba y hacia afuera del agua hasta que el peso del agua desplazada por la parte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. 

Por el principio de Arquímedes, los barcos flotan más 
bajos en el agua cuando están muy cargados (ya que necesita desplazar mayor cantidad de agua para generar el empuje necesario. 

La magnitud del empuje puede medirse con este sencillo experimento Cuerpos flotantes: ¿Por qué flotan unos cuerpos y otros no?
Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas:
su peso, que tiende a llevarlo hacia abajo, y el empuje, 
que tiende a llevarlo hacia arriba. 

EJEMPLO

1. Que el empuje sea menor que el peso:
en este caso el cuerpo se hunde hasta el Fondo. 

PROBLEMA

Al sumergir una piedra de 2.5 Kg en agua, comprobamos que tiene un peso aparente de 20 N. Sabiendo que la gravedad es 9.8 m/s2 y la densidad del agua 1000 kg/m3, calcular: 
a) El empuje que sufre dicha piedra. 
b) El volumen de la piedra. 
c) La densidad de la piedra.

Solución                

Datos

Paparente = 20 N

m = 2.5 Kg

g = 9.8 m/s2

dagua = 1000 kg/m3

Resolución

Según el principio de Arquímedes, el peso aparente (Paparente) de un cuerpo sumergido en un fluido es su peso real (Preal) menos el peso del fluido desalojado al sumergirlo, este último peso recibe el nombre de fuerza de empuje (E). Sustituyendo en la ecuación, obtenemos que:

Paparente=Preal−E ⇒E=Preal−Paparente ⇒E=m⋅g−Paparente ⇒E=2.5⋅9.8−20 ⇒E = 4.5 N

Dado que E es peso del volumen de agua desalojada al meter la piedra:

E=magua⋅g

Si aplicamos la definición de densidad:

dagua=maguaVagua⇒magua=dagua⋅Vagua

Tenemos que:

E=dagua⋅Vagua⋅g

Si la piedra se sumerge completamente en el agua, el volumen de agua que se desplaza coincide exactamente con el volumen de la piedra por tanto Vagua=Vpiedra. Sustituyendo, obtenemos que:

E=dagua⋅Vpiedra⋅g ⇒Vpiedra=Edagua⋅g=4.51000⋅9.8⇒Vpiedra=4.59⋅10−4 m3

Una vez que conocemos el volumen y la masa de la piedra podemos establecer cual es su densidad:

dpiedra=mpiedraVpiedra=2.54.59⋅10−4⇒dpiedra=5446.62 Kg/m3

PARA MAS DUDAS......

RESOLUCIÓN