Física y Quimica

Principio de Arquímedes. Cuerpos flotantes

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Cálculos

Sobre el vaso actúan dos fuerzas (ver imagen) iguales y opuestas:

  • El peso (W): W = m g

  • El empuje (E): E = mliq . g, donde mlig= masa líquido desalojado.

  • Si el objeto se encuentra flotando ambas fuerzas deben tener idéntico valor. Comprobaremos, por tanto, que W = E

La masa del líquido desalojado podemos calcularla a partir del volumen sumergido y de la definición de densidad:

S= Área de la base del vaso (círculo)

El empuje será por tanto:

Sobre el objeto que flota en equilibrio actúan el peso (W) y el empuje (E). Ambas fuerzas deben de ser iguales en módulo y de sentido contrario

Para nuestro caso los datos tomados son:

  • Masa del vaso con agua en su interior: 102,0 g

  • Diámetro del vaso (parte inferior): 5,0 cm

  • Superficie base:

  • Altura parte sumergida: 5,0 cm

Por tanto el empuje valdrá:

Y el peso:

Lo que demuestra que W = E

Del cálculo del empuje detallado más arriba podemos deducir una fórmula que nos permita calcular la masa de la carga del vaso que flota ( masa del agua en su interior):