Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje ascendente igual al peso del fluido desalojado

1. Centro de Estudios Tecnológicos
Industrial y de Servicios No. 119
“Gertrudis Bocanegra Lazo de la Vega”
Física II
Profe. Juan Víctor Tapia Hernández
Septiembre 2017
Principio de Arquímedes

3. Principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un
empuje ascendente igual al peso del fluido
desalojado.

4.  En un cuerpo totalmente sumergido en un líquido, todos
los puntos de su superficie reciben una presión
hidrostática, que es mayor conforme aumenta la
profundidad de un punto.
 Las presiones ejercidas sobre las caras laterales
opuestas del cuerpo se neutralizan mutuamente; sin
embargo, está sujeto a otras dos fuerza:
Su peso que lo empuja hacia abajo y el empuje del
líquido que lo impulsa hacia arriba.
Principio de Arquímedes

5.  De acuerdo con la magnitud de estas dos fuerzas
tendremos los siguientes casos:
1. Si el peso de un cuerpo es menor al empuje que recibe,
flota porque desaloja menor cantidad de líquido que su
volumen.
La magnitud del empuje que recibe un cuerpo es igual a la
magnitud del peso que tiene el volumen del líquido.

6. 2. Si el peso de un cuerpo es igual al empuje que recibe,
permanecerá en equilibrio, es decir, sumergido dentro del
líquido

7. 3. Si el peso de un cuerpo es mayor al empuje que recibe,
se hunde.

8. Para que un barco flote debe desalojar un volumen de
líquido cuyo peso sea igual al del barco
Para que un cuerpo flote en cualquier líquido, su
densidad promedio debe ser menor a la del fluido.

9. Aplicaciones del principio de Arquímedes
 Algunas aplicaciones del principio de Arquímedes
son la flotación de barcos, submarinos, salvavidas,
densímetros o flotadores de las cajas de los
inodoros.

10. Formula del empuje.
Principio de Arquímedes
La magnitud del empuje que recibe un cuerpo sumergido
en un líquido se determina multiplicando el peso
específico del líquido por el volumen desalojado de éste:
𝑬 = 𝑷𝒆𝑽
Donde: 𝑬 = 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜, 𝑒𝑛 𝑁.
𝑷𝒆 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜, 𝑒𝑛 𝑁/𝑚3
.
𝑽 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜, 𝑒𝑛 𝑚3
.

11. Formula para el volumen de un sólido
flotante.
Para encontrar el volumen sumergido de un sólido
flotante, se utiliza la siguiente fórmula:
𝝆 𝒔 𝑽 𝒔 = 𝝆 𝑳 𝑽 𝑳
Donde: 𝝆 𝒔 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜
𝝆 𝑳 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜.
𝑽 𝒔 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 .
𝑽 𝑳 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜.

12. Ejemplos de problemas del Principio de
Arquímedes
1. Un cubo de madera de 0.002 m³ y 520 kg/m³ de densidad se
introduce en agua, ¿Cuál es el volumen de la porción sumergida?
𝑽 𝑳 = 𝟏. 𝟎𝟒 × 𝟏𝟎−𝟑 𝒎 𝟑
2. Un cubo de madera de 5 cm de lado flota en el agua con tres
cuartas partes de la madera sumergida. ¿Cuál es la densidad del
cubo? ¿Cuál es su peso? 𝝆 = 𝟕𝟓𝟎 𝒌𝒈/𝒎 𝟑
𝑷 𝒔 = 𝟗𝟏𝟖. 𝟕𝟓 × 𝟏𝟎−𝟑
𝑵
3. Un cubo de acero de 20 cm de arista se sumerge totalmente en
agua. Si tiene un peso de 564.48 N. Calcular:
a) ¿Qué magnitud de empuje recibe? E= 78.4 N
b) ¿Cuál será la magnitud del peso aparente del cubo? P=486.4 N

13. Ejercicios: Principio de Arquímedes
1. Un cubo de aluminio de 8 cm³ y 2.65 g/cm³ de densidad se
introduce en agua, ¿Cuál es el volumen de la porción
sumergida?
2. Un trozo de corcho con un volumen de 217.39 cm³ flota en
el agua. ¿Cuál es la densidad del corcho? ¿Cuál es su peso?
3. Un prisma rectangular de cobre, de base igual a 36 cm² y
una altura de 10 cm, se sumerge hasta la mitad, por medio de
un alambre, en un recipiente que tiene alcohol.
a) ¿Qué volumen de alcohol desaloja?
b) ¿Qué la magnitud de empuje recibe?
c) ¿Cuál es el peso aparente del prisma debido al empuje, si
su peso real es de 31.36 N?
Valor por ejercicio: 5 puntos