Fuerza de Empuje.
La presión que los fluidos ejercen sobre las superficies sumergidas en ellos es una fuerza normal a ellas. El sentido de la fuerza debida a la presión es siempre del fluido contra la pared según la dirección perpendicular.
La fuerza ejercida sobre superficies planas inclinadas es, como siempre, perpendicular a ellas y su valor igual al peso del líquido que habría entre ellas y la superficie libre, caso de estar la superficie colocada horizontalmente a la altura de su centro de gravedad.
EL caso de superficies planas verticales puede considerarse como un caso límite de las superficies inclinadas.
Hay que mencionar que aunque no se demuestre, que el punto de aplicación de la fuerza ejercida sobre una superficie vertical rectamente está a un tercio de la altura empezada a contar desde abajo.
El oro de la corona del rey de Siracusa, ley hidrostática de Arquimides.
Nació y murió en Siracusa. Fue sin duda el mayor matemático y físico de la antigüedad. Arquímedes, aristócrata en cuerpo y alma, era hijo del astrónomo Feidias. Se dice que era pariente de Hierón II. De todos modos se hallaba en excelentes relaciones con Hierón II y su hijo Gelón, quienes tenían por él gran admiración.
Aprendió probablemente de su padre un sin fin de disciplinas matemáticas, para proseguir sus estudios en la escuela de Alejandría, Egipto. En Egipto hizo su primer gran invento, la cóclea, una especie de máquina que servía para elevar Las aguas y regar ciertas regiones del Nilo, donde no Llegaba el agua durante.
La leyenda cuenta que el rey Hieron II de Siracusa le encargó la elaboración de una nueva corona de oro a un orfebre, a quien dio un lingote de oro puro para realizarla.
Cuando el orfebre terminó el trabajo y entregó la corona, al rey comenzó a asaltarle una duda. El orfebre pudo haber sustituido parte del oro por una cantidad de cobre de forma que el peso de la corona fuese el mismo que el del lingote. El rey encargó a Arquímedes, famoso sabio y matemático de la época, que estudiase el caso.
El problema era complejo y Arquímedes estuvo un tiempo pensándolo. Un día, estando en los baños, se dio cuenta de que, al introducirse en una bañera rebosante de agua, ésta se vertía al suelo.
Ese hecho le dio la clave para resolver el problema y se cuenta que, lleno de alegría, salió a la calle desnudo gritando: «¡Eureka!», que en griego significa: «¡Lo encontré!» o «¡Lo resolví!».
Arquímedes se dio cuenta de que si un cuerpo se sumerge en un líquido, desplaza un volumen igual al propio. Aplicando este principio, Arquímedes sumergió la corona y comprobó que el agua que se vertía al introducirla en una cuba de agua no era la misma que al introducir un lingote de oro idéntico al que el rey le dio al orfebre.
Eso quería decir que no toda la corona era de oro, ya que si hubiese sido de oro, el volumen de agua desalojado habría sido igual al del lingote, independientemente de la forma de la corona.
El oro es más denso que el cobre. Por tanto, el volumen utilizado para elaborar la corona de oro debe ser menor al que se necesita si se sustituye parte de ese oro por cobre.
Sabemos que el peso esta definido por la formula:
W=mg
ρ=m m=ρv
v
Donde:
W-Peso
ρ-Densidad
m-masa
v-volúmen
Fuerza de empuje=
1) Fe=mg, sustituyendo "m" en 1, nos queda:
2) Fe= ρvg
El principio de Arquimedes establece que la fuerza de empuje es igual al peso del fluido desalojado donde:
Fe= Fuerza de medida en Newtons.
ρ= Densidad del fluido en Kg/m^3
v= Volúmen del fluido desalojado en m^3
Si un fluido esta completamente sumergido el volúmen del fluido desalojado es igual al volúmen del cuerpo.
Si un cuerpo esta parcialmente sumergido el volúmen del fluido desalojado es equivalente al volúmen sumergido del cuerpo.
1-.¿Cuál sería la fuerza de empuje de un cuerpo que pesa 9N fuera del agua y 7N en el agua, si tenemos en cuenta que la fórmula para calcular en este caso la fuerza de empuje es Peso real-Peso aparente?
Peso real=9N
Peso aparente=7N
9N-7N=2N
Para saber más sobre la fuerza de empuje dar click en la tina