2. enunciAdo
"Todo
cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje
vertical hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja
*Fluido que desaloja: parte del fluido que el objeto “quita de su
sitio” para ocupar ese espacio
3. comProBAciÓn eXPerimenTAL
Para medir el peso de un objeto
utilizamos un dinamómetro o muelle.
Cuando el objeto no tiene
aceleración, la fuerza resultante es
cero: midiendo la fuerza que ejerce el
muelle podemos saber la fuerza que
ejerce la Tierra sobre el objeto
(peso)
Fm,o=0,5 N
FT,o=?
Fres=0 → FT,o=0,5 N
4. COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
Cuando lo sumergimos en agua, el objeto desalojará parte del agua de su
sitio, subiendo el nivel de agua en el vaso.
En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta marcar 20 cm 3 más. Por
tanto, el objeto desaloja 20 cm3 de agua (que será el volumen del objeto)
Como la densidad del agua es 1 g/ cm3, la masa de agua desalojada es 20 g
y su peso: 0,2 N.
Según el principio de Arquímedes, el agua empujará al objeto con una
fuerza vertical y hacia arriba: Fa,o=0,2 N
5. COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
El peso del objeto sigue siendo el
Fa,o=?
Fm,o=0,3 N
FT,o=0,5 N
Fres=0 → Fa,o=0,2 N
mismo (0,5 N), sin embargo el
dinamómetro indica tan sólo una
fuerza de 0,3 N. Como asociamos
el peso a lo que indica el
dinamómetro, decimos que el peso
aparente disminuye.
6. SI EL PRINCIPIO dE ARquíMEdES ES
CORRECTO, POdEMOS PREdECIR NuEvAS
SITuACIONES:
¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad?
¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se
sumerge?
7. ¿Qué pasará cuando el objeto
se sumerja sólo la mitad?
Fa,o=0,1 N
El objeto sigue pesando 0,5N, pero
ahora el fluido lo empuja hacia arriba
con 0,1N (la mitad de lo que le
empujaba cuando se sumergía entero).
Fm,o=0,4 N
*Por tanto, el peso aparente (la fuerza que
ejerce el muelle) es ahora 0,4 N
FT,o=0,5 N
8. ¿Qué pasará cuando el objeto este
lleno del fluido en el Que se sumerge?
Fm,o=0,2N
Fm,o=0 N
Fa,o=0,2N
FT,o=0,2N
FT,o=0,2N
El objeto “parece” que no pesa pues
como el objeto es de agua: FT,o=Fa,o
9. en general, para todo objeto sumergido
en un fluido:
El objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (FT,o: vertical y hacia abajo) y el empuje (Ff,o:
vertical y hacia arriba).
El volumen del objeto coincide con el volumen del fluido desalojado. La masa del objeto (o) y la
masa del fluido desalojado (f) son distintas debido a la diferente densidad ( ρ): mo=ρo·V
mf=ρf·V
Ff,o = mf·g = V·ρf·g
FT,o = mo·g = V·ρo·g
10. En gEnEral, para todo objEto sumErgido
En un fluido:
Ff,o = mf · g = V · ρf · g
FT,o = mo · g = V · ρo · g
Si ρo>ρf : el objeto se hunde hasta el fondo.
Si ρo=ρf : el objeto parece que que no pesa y se queda donde lo dejemos.
Si ρo<ρf : el objeto se va hacia arriba y flota. En este caso, si V es el volumen del objeto,
¿de qué dependerá el volumen V’ sumergido?
11. Gracias a Paco Tejero por dejarnos la hora de Filosofía
para hacer las fotos, a Rafa por los materiales y a la
mano de Ana.
