1. Educación

HOJA DE ACTIVIDADES. FUERZAS EN LOS LÍQUIDOS
27/01/11
En nuestra vida diaria podemos hacer observaciones como las siguientes:
1. Cuando nos sumergimos en una piscina o en el mar parece que somos más ligeros,
decimos que pesamos menos.
2. Los globos que se venden para niños se elevan en el aire al soltarlos.
3. Un trozo de hierro no flota, en general, sobre el agua, pero si le damos la forma
adecuada, pensemos en un barco, vemos que flota.
La explicación científica sobre estos hechos la encontró hace muchos siglos, siglo IV
a.C., una persona de capacidad excepcional, ARQUÍMEDES.
Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre los objetos situados en su seno. La
naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinadas en el Principio de Arquímedes:
"Todo cuerpo sumergido en un fluido (líquido o gas), experimenta una fuerza
(empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado"
¿Cómo saber si un cuerpo flotará o se hundirá?
Imaginemos que el cuerpo está totalmente sumergido, sobre
el actúan dos fuerzas, ver figura:
E(empuje) = Peso(líquido desalojado) = m(liq).g = V (líq).d (líq) . g
Empuje (E)
P (peso real del cuerpo)= m.g , recuerda que es el peso real del
cuerpo, fuera del líquido.
Según sean los valores de E y P pueden darse tres casos:
Peso= mg
1. Que el peso y el empuje sean iguales: E = Peso (m.g).
El cuerpo estará en equilibrio (fuerza resultante nula)
y "flotará entre aguas".
V(líquido desalojado) = Vcuerpo
2. Que el empuje sea mayor que el peso: E > Peso(m.g) .
El cuerpo ascenderá y quedará flotando.
V(líquido desalojado) =
3. Que el empuje sea menor que el peso : E < Peso (m.g).
El cuerpo se hundirá.
¿A qué se llama peso aparente de un cuerpo?
Peso(aparente)=Peso (real)- Empuje
Unidades de la densidad
Kg/m3 (S.I.)
Kg/dm3 o kg/L
g/cm3
Agua
1000
1
1
Hierro
7500
7,5
7,5
Sustancia
Unidades de volumen
m3 (S.I.)
dm3 o L
cm3 o ml
1
1000
1000000
0,001
1
1000
0,000001
0,001
1
CUESTIONES Y EJERCICIOS SOBRE EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
1. Define qué es la fuerza de empuje y haz un dibujo que la ponga de manifiesto.
2. a) Puede flotar en el agua 1 kg de hierro?
b) Todos hemos leído que en el Mar Muerto flotamos sin realizar esfuerzo alguno, ¿es
esto posible?
3. Un cuerpo pesa 100 N en el aire, reduciéndose su peso a 80 N cuando
está totalmente sumergido en agua. Calcula el volumen del cuerpo (en cm3) y su
densidad (g = 9,8 m/s2 ; d(agua)=1000 kg/m3 )
4. ¿Por qué razón flota un iceberg?.
5. Un objeto de hierro (d = 7960 kg/m3 ) de forma cilíndrica de volumen 942 cm3 se
sumerge totalmente en agua (d = 1000 kg/m3 ). Calcula:
a) El valor de la fuerza empuje
b) El peso aparente de dicho cuerpo. (g = 9,8 m/s2)
6. Calcula el peso aparente de un cuerpo esférico ( d = 3900 kg/m3 ) de volumen
30 dm3 sumergido totalmente en:
a) agua (d = 1000 kg/m3 )
b) aceite (d = 800 kg/m3 )
7. Busca información sobre la corona del rey Hieron de Siracusa y haz un resumen en el
que se hable del empuje, de la densidad, de Arquímedes, etc.