flotacion

Maydelis Totesaut

11 de octubre de 2013 17:37

1. ¿Por qué un objeto flota y que pasa con el empuje en ese momento?

2. Si se traslada una carga en una balsa de madera o un barco ¿Donde se hunde mas la balsa en el agua dulce o en el agua salada, y por qué?

3. ¿Por qué los barcos flotan más bajo en el agua cuando están muy cargados?

El principio de Arquímedes explica la naturaleza de la flotabilidad: "Un cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta una fuerza ascendente igual  al peso del líquido desplazado"  Según el principio de Arquímedes….”Todo cuerpo sumergido en un fluido (liquido o gas) experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido (liquido o gas) desalojado”. Con esto entendemos, que si incrementamos volumen a un cuerpo sin aumentar el peso, conseguimos mayor flotabilidad de este. Principio de Arquímedes Arquímedes Todo cuerpo sumergido en un líquido líqui do recibe un empuje, de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado. Cuerpos sumergidos Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, peso, que es vertical y hacia abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba. Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, específico, que es igual a su peso dividido por su volumen. volumen. Entonces, se pueden producir tres casos: 1. si el peso es mayor que el empuje ( P > E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso específico del cuerpo es mayor al del líquido. 2. si el peso es igual que el empuje ( P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso específico del cuerpo es igual al del líquido. 3. Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso específico del cuerpo es menor al del líquido. ¿Por qué es más fácil flotar en agua salada que en agua dulce? Cuando algo flota es debido a que las fuerzas verticales actúan sobre el objeto sumando cero. El caballero Isaac Newton nos lo dijo en su tercera Ley de Movimiento Los objetos debido a su peso son atraídos de arriba hacia abajo. El balance esta en la fuerza de de empuje sobre el objeto en un liquido es llamado flotabilidad  A Arquímedes se le atribuye en ser ser el primero en comprender que la flotabilidad flotabilidad o fuerza de empuje es igual al peso del fluidos en el que esta desplazado.

En promedio el agua salada es un 3% mas densa que el agua dulce (más masa por  unidad de volumen, por lo tanto más peso por volumen) , así que menos agua debería proveer la fuerza de empuje suficiente para balancear el peso del objeto. Este es el porqué es mas fácil flotar en agua salada que en agua dulce.

Cuerpos sumergidos: tres casos.

Ejemplo, con un caso práctico: ¿por  qué los barcos no se hunden? Los barcos no se hunden porque su peso específico es menor al peso específico del agua, por lo que se produce un empuje mayor que mantiene el barco a flote. Esto a pesar de que el hierro o acero con que están hechos generalmente los barcos es de peso específico mayor al del agua y se hunde (un pedazo de hierro en el agua se va al fondo), pero si consideramos todas las partes del barco incluyendo los compartimientos vacíos, el peso específico general del barco disminuye y es menor al del agua, lo que hace que éste se mantenga a flote. El empuje es el peso del fluido desalojado, así que la flotabilidad de un cuerpo va venir  condicionada por su volumen, su densidad y la densidad del fluido, ya que la densidad es la relación entre masa y volumen. Para que un cuerpo flote, el empuje debe ser mayor que el peso, así que su densidad debe ser menor que la del fluido en el que está sumergido. Cuando un cuerpo está flotando, no está completamente sumergido. Parte se encuentra bajo el fluido (el volumen sumergido V ss) y otra parte se encuentra sobre el fluido (el volumen emergido V se). El peso del objeto se debe a todo el cuerpo, a su volumen completo, pero el empuje sólo está causado por la parte sumergida. Puesto que el objeto está flotando, sin hundirse ni elevarse, peso y empuje deben tener el mismo valor.

El agua de mar contiene disueltos mas minerales y sales que el agua dulce, por lo tanto pesa más y se considera más densa. Un buceador sumergido en agua de mar  desplazará igual cantidad de agua que él mismo sumergido en agua dulce; sin embargo, puesto que el peso del agua de mar será mayor al del agua dulce, el empuje será mayor en el primer caso que en el segundo. Es por eso que los cuerpos tienden a flotar mejor en agua de mar que en agua dulce. ¿Dónde flotamos más, en el mar o en la piscina? En el mar, porque el agua salada es más densa que el agua dulce, y a nuestro cuerpo le cuesta más hundirse.

3) en el caso nuevamente del barco, si vamos cargando el barco, evidentemente iremos aumentando su densidad global (aumenta su masa pero su volumen permanece casi igual) , de modo que mediante la fórmula dada para la proporción de volumen sumergido, veremos que la línea de flotación del barco ha disminuido un tanto (el barco se ha sumergido un poco más). Y, evidentemente, llevando las cosas al caso extremo, podemos acabar hundiendo un barco si se produce un aumento excesivo de carga y éste empieza a llenarse de agua.