El Principio
de
Arquímedes
En nuestra vida diaria
podemos hacer observaciones
como las siguientes:
Cuando nos sumergimos en una
piscina o en el mar parece que
somos más ligeros, decimos que
pesamos menos.
Los globos que se venden para
niños se elevan en el aire al
soltarlos.
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 de estos
hechos la encontró, en el siglo III a.C.,
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
Principio de Arquímedes
"Todo cuerpo sumergido total o
parcialmente en un fluido
(líquido o gas), experimenta una
fuerza (empuje) vertical y hacia
arriba igual al peso del fluido
desalojado"
Empuje (E)
Peso= mg
Empuje = peso del fluido desalojado
El peso de este volumen de líquido, es
el EMPUJE
Cálculo del valor del empuje:
E = Peso (líq desalojado)
E = m (liq desalojado).g
E = V (líq desalojado).d (líq) . g
Empuje (E)
Peso= mg
d = m/V
Se observa que:
E=V
(líq desalojado)
.d
(líq)
.g
no depende de la cantidad de fluido
depende de la densidad del fluido
depende del volumen sumergido
¿Cómo saber si un cuerpo flotará o se
hundirá en un fluido ?
Imaginemos que el cuerpo está
totalmente sumergido, sobre él
actúan dos fuerzas:
PESO DEL CUERPO
EMPUJE DEL LÍQUIDO
P = mcuerpo.g
E = mlíquido desalojado.g
d = m/V
P = dcuerpo.Vcuerpo.g
E = dlíquido.Vlíquido desalojado.g
Podemos
distinguir tres
casos
Peso= Empuje
Peso < Empuje
Peso > Empuje
1. Que el peso y el empuje sean iguales:
Peso = Empuje
El cuerpo estará en equilibrio
(fuerza resultante nula)
"flotará entre aguas"
P = dcuerpo.Vcuerpo.g
E = dlíquido.Vlíquido desalojado.g
Peso = Empuje
dcuerpo = dlíquido
2. Que el peso sea menor que el empuje:
Peso < Empuje
El cuerpo ascenderá y quedará flotando
P = dcuerpo.Vcuerpo.g
E = dlíquido.Vlíquido desalojado.g
Peso < Empuje
dcuerpo < dlíquido
3. Que el peso sea mayor que el empuje:
Peso > Empuje
El cuerpo se hundirá.
P = dcuerpo.Vcuerpo.g
E = dlíquido.Vlíquido desalojado.g
Peso > Empuje
dcuerpo > dlíquido
dcuerpo > dlíquido
El cuerpo
se hunde
dcuerpo = dlíquido
El cuerpo está
en equilibrio
dcuerpo < dlíquido
El cuerpo
flota

Los barcos flotan
Están diseñados de tal manera para que la parte
sumergida desplace un volumen de agua igual al
peso del barco, a la vez, el barco es hueco (no
macizo), por lo que se logra una densidad media
pequeña.
Todos los barcos llevan una línea pintada
alrededor del casco, de tal forma que si es
visible por todos lados significa que el barco
está cargado adecuadamente pero si alguna
parte de la línea resulta cubierta por el agua
indica que hay un exceso de carga que puede
hacer
peligrar
la
flotación
del
barco.
Arquímedes y la corona
de oro
¿A qué se llama peso aparente de
un cuerpo?
Pa = P - E
P =6 N
Pa = 4N
La bola “aparenta” pesar menos cuando
está sumergida.
Peso (aparente)=Peso (real)- Empuje
Pa = P - E
Y más….
Si un cuerpo flota, ¿qué volumen del cuerpo está sumergido?
¿y qué volumen emerge?
Si el Empuje que calculamos suponiendo el cuerpo totalmente sumergido
es mayor que el Peso real de dicho cuerpo, éste flotará.
El volumen de líquido desalojado no coincide con el volumen del cuerpo.
E = Peso (líq. desalojado) = m (líq. desalojado) . g = V (líq. desalojado). d (líq). g
Si el cuerpo flota mantendrá una parte sumergida y otra emergida de tal
forma que:
Peso real del cuerpo (m.g) = E (peso del líquido desalojado)
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