PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

"Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado". Este mismo enunciado, me lo contaba de otra forma, allá por los años 50, mi recordado profesor de bachillerato ( L.Díaz): " Todo alumno sumergido en una recomendación sufre un empuje hacia el aprobado igual al peso del jamón que su papá ha regalado".

Arquimedes

DATOS QUE PODEMOS CONOCER DEL CUERPO (EN EL VACÍO) ANTES DE SUMERGIRLO

Por medidas directas podemos conocer:

la masa y el volumen

y a partir de estos datos su densidad: d=m/V .

Conocida la masa se puede hallar el peso en el vacío: p=m·g .

La densidad nos da una idea de como están agrupados los átomos en el cuerpo.

Cuanto más pesados sean los átomos y más juntos estén más denso será el cuerpo.

Si la densidad del cuerpo es igual o mayor que la del líquido el cuerpo quedará totalmente sumergido.

Podemos conocer otras muchas cosas: color, conductividad, tipo de compuesto..., pero no vienen al caso ahora.

¿QUÉ PODEMOS CONOCER DEL LÍQUIDO?

(El P. de Arquímedes se aplica a cualquier fluido aunque aquí vamos a referirnos únicamente a los líquidos).

Por medidas directas:

la masa y el volumen.

Conocida la masa y el volumen podemos conocer la densidad del líquido: dL=mL / V

Podemos conocer otras muchas magitudes: viscosidad, tensión superficial, conductividad, composición química...

CUERPO SUMERGIDO (Magnitudes que podemos conocer)

Al ir introduciendo el cuerpo en el líquido se va desalojando paulatinamente un volumen de líquido igual al volumen que se va

introduciendo del cuerpo (un volumen sustituye al otro).

El líquido reacciona contra esa intromisión empujando al cuerpo con la misma fuerza que utilizaba para mantener al líquido que estaba allí (en el lugar que ocupa ahora el cuerpo) .

La fuerza empuje es igual al peso del líquido desalojado (el que estaba allí).

El cuerpo se sumerge hasta que el empuje del líquido iguala el peso que tiene el cuerpo en el vacío.

El peso del cuerpo en el vacío (fuerza con que lo atrae la tierra)=masa del cuerpo . gravedad= Vc·dcuerpo·g

El empuje no depende ni del tamaño del recipiente donde está sumergido el objeto ni de la profundidad a que se encuentre el cuerpo.

Es igual en un lago que en el oceáno, siempre que tengan agua de la misma densidad, y es igual a 20m que a 40 m de profundidad. A grandes profundidades la densidad aumenta y el empuje sería mayor.

Peso del líquido desalojado=masa de líquido desalojado por la gravedad= PL=mL·g

Masa de líquido desalojado=volumen de líquido desalojado por la densidad del líquido=mL=VL·dL

El volumen de líquido desalojado es igual al volumen del cuerpo sumergido.

E=Vsumergidodlíquidog

El equilibrio se produce cuando el peso del cuerpo en el vacío=Empuje

Si el peso es mayor que el empuje máximo (cuando está totalmente sumergido), el cuerpo se desplaza hacia el fondo.

Si utilizas unidades del S.I. (metro cúbico, Kg/ m3, 9.8 m/s2), el empuje se obtiene en Newtons.