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Principio de Arquimedes - Ejercicios Resueltos - Fisimat

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Principio de Arquimedes – Ejercicios Resueltos Por: Carlos julián

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Fuerza Colombia

Comenzó Cyber Wow

El equipo de Fisimat está con ustedes

Sin duda, el principio de Arquímedes es una gran herramienta en la física, principalmente en el área de la hidráulica, nos aporta un gran valor y conocimiento para entender por ejemplo la otación de los cuerpos, otros conceptos y quizá hasta encontrar la respuesta que derivan de éste descubrimiento como el, ¿por qué otan los barcos en el mar?, entonces, haciendo mención a ello, vamos a explicar la teoría y después como es costumbre pasaremos a ver problemas resueltos sobre éste principio.

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Contenidos [Ocultar] 1

Comprendiendo el Teorema de Arquímedes

2 Casos del Principio de Arquimedes 2.1 1.- Si la magnitud del peso del cuerpo es menor a la magnitud de empuje. 2.2 2.- Si la magnitud del peso es igual a la magnitud de empuje 2.3 3.- Si la magnitud del peso del cuerpo es mayor que la magnitud del empuje 3

Fórmula del Principio de Arquímedes

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Ejercicios Resueltos del Principio de Arquímedes

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Ejercicios para Practicar del Principio de Arquímedes 5.1 ¿Te gustó? Compártelo 5.2 Me gusta esto:

Comprendiendo el Teorema de Arquímedes

Si te has dado cuenta, cuando un cuerpo es sumergido en un líquido, éste cuerpo ejerce una presión vertical ascendente (como si empujara para no ser sumergido), https://www.fisimat.com.mx/principio-de-arquimedes/

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puedes experimentarlo con una pelota en un estanque, o en la alberca. Pues bien el empuje que reciben los cuerpos al ser introducidos en un líquido fue la investigación que nos aportó el gran genio de la antigua Grecia el gran Arquímedes, además de ser un hombre destacado también exploró en otros fenómenos tales como las palancas, la geometría plana y del espacio, y su teoría sobre los números.

En la imagen de arriba podemos ver un claro ejemplo de la resistencia que hará la pelota al ser sumergida, hará un empuje hacía arriba.

En la imagen del niño con un bloque puede ser explicado de la siguiente manera, si mantiene un objeto suspendido fuera y dentro del agua, va a comprobar que dentro del agua el bloque parece más ligero. ¿cierto? El principio de Arquímedes estipula lo siguiente: Todo cuerpo que está sumergido en un uido, recibe un empuje ascendente igual al peso del uido desalojado

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Para el principio de Arquímedes tenemos varios casos, de acuerdo a la magnitud de dos fuerzas que son el peso que lo empuja hacía abajo, y el empuje del líquido que lo impulsa hacia arriba. Hablando de un cuerpo sumergido.

Casos del Principio de Arquimedes

1.- Si la magnitud del peso del cuerpo es menor a la magnitud de empuje.

Para el primer caso, podemos tener que la magnitud del peso del cuerpo sea menor a la magnitud del empuje que recibe, ota porque desaloja la menor cantidad del líquido que su volumen.

2.- Si la magnitud del peso es igual a la magnitud de empuje

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Como segundo caso tenemos, que la magnitud del peso del cuerpo sea igual a la magnitud del empuje que recibe, esto hará que el cuerpo permanezca en equilibrio, o lo que hace alusión a tener el cuerpo sumergido dentro del líquido.

3.- Si la magnitud del peso del cuerpo es mayor que la magnitud del empuje

Aquí es el caso cuando experimentamos que el cuerpo se hunde. O sea como el enunciado lo menciona, la magnitud del peso del cuerpo es mayor a la magnitud del empuje, y lógicamente al estar completamente sumergido el cuerpo desalojará un volumen del líquido igual a su volumen. Podemos con esto respondernos que para que un barco ote debe desalojar un volumen de líquido cuyo peso sea igual al del barco.

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La fórmula del principio o teorema de arquímedes es muy sencilla, está dada de la siguiente manera:

Dónde: E = Empuje (se mide en Newtons) Pe = Peso Especíco (Se mide en Newtons/m³) V = Volumen (se mide en m³) Es importante que al observar que en la fórmula del empuje vemos al peso especíco, entonces podemos escribir la fórmula también de la siguiente manera:

Dónde: E = Empuje (se mide en Newtons) ρ =Densidad (se mide en Kg/m³) g =Gravedad (Se mide en m/s²) V = Volumen (se mide en m³)

Ejercicios Resueltos del Principio de Arquímedes Bien ahora que sabemos muy bien el tema de la densidad de algunos cuerpos, y conocemos la teoría básica del principio de otabilidad, podemos decir que: Para que un cuerpo ote en cualquier uido, su densidad promedio debe ser menor a la del uido.

La magnitud del empuje que recibe un cuerpo sumergido en un determinado líquido se calcula multiplicado el peso especíco del líquido por el volumen desalojado Esto tiene por fórmula:

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Ahora si pasemos a los ejemplos resueltos.

Problema 1.-Un cubo de hierro de 20 cm de arista se sumerge totalmente en agua. Si tiene un peso con una magnitud de 560.40 N, calcular: a) ¿Qué magnitud de empuje recibe? b) ¿Cuál será la magnitud del peso aparente del cubo? Solución: Lo primero que haremos será considerar los datos y empezar a sustituir en las fórmulas que tengamos a disposición. Recordemos que para calcular el empuje, es necesario tener el volumen y el peso especíco. Para calcular el volumen basta primero en convertir las unidades de la arista a metros (SI) unidades del Sistema Internacional. Datos:

El peso especíco del agua es:

Ahora si podemos comenzar a resolver. a) Calculando el Empuje

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b) Calculando el Peso Aparente

 Problema 2.Una esfera de volumen de 3×10^(-4)m³, está totalmente inmersa en un líquido cuya densidad es de 900 kg/m³, determine,a) La intensidad de empuje que actúa en la esfera,b)La intensidad del peso de la esfera para que se desplaza hacia arriba o hacia abajo.

Solución: El problema nos proporcionan datos muy importantes para colocarlos en nuestra fórmula de empuje, pues contamos con el volumen, la densidad del líquido donde se sumerge dicha esfera y además de forma implícita sabemos qué la gravedad es una constante de 9.8 m/s² a) Calculando la intensidad de empuje en la esfera Si en los datos tenemos a la gravedad y a la densidad podemos aplicar entonces:

Si sustituimos nuestros datos en la fórmula, obtenemos:

Un empuje de2.646 Newtons. b)Calculando la intensidad del peso de la esfera para que se desplace tanto hacía arriba o hacía abajo No necesitamos hacer prácticamente ningún cálculo, solo analizar lo que hemos encontrado en el inciso a. Por ejemplo:

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Si el Peso de la esfera es mayor al empuje, entonces:

Se desplazará hacia abajo. Si el Peso de la esfera es menor al empuje, entonces:

Se desplazará hacía arriba.

Ejercicios para Practicar del Principio de Arquímedes Veamos los siguientes ejercicios para practicar el tema del teorema de arquímedes. Recuerde dar click en “ver solución” para analizar paso a paso los resultados: Problema 3.Un cubo de cobre, de base igual a 35 cm² y una altura de 12 cm, se sumerge hasta la mitad, por medio de un alambre, en un recipiente que contiene alcohol.a) ¿Qué volumen de alcohol desaloja?, b) ¿Qué magnitud de empuje recibe? c) ¿Cuál es la magnitud del peso aparente del cubo debido al empuje, si la magnitud de su peso es de 32.36 N?



Ver Solución

Problema 4.Durante un experimento, un cubo de madera de arista de 1 metro, se coloca en un recipiente que contiene agua. Se notó que el cubo otó con el 60% de su volumen sumergido. a) Calcule la intensidad del empuje ejercido por el agua sobre el bloque de madera, b) Calcule la intensidad de fuerza vertical “F”, que debe actuar sobre el bloque, para que permanezca totalmente sumergido.

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Gasto y Flujo Ejercicios Resueltos

Densidad y Peso Especico Ejercicios Resueltos

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neceasito mas ejemplos, te doy un CARLOS

problema que no puedo resolver. un pato

RODAS

silvestre cuyo voolumen total incluyendo las

DICE:

plumas es de 0.0015m3, ota en la

A LAS 8:44 AM

supercie libre de un lago( densidad de agua es 1000Kg/m3) y ademas se conooce que la densidad promedio del pato es de 700Kg/ m3. DDetermine el volumen del pato que emerge del liquido. Cargando...

RESPONDER

0.00045 m3 ó 450 m3 LAURA AMARO

Cargando...

DICE: A LAS 4:51 PM

RESPONDER

6.428571429 x 10^-4 REVERSEFLASH DICE:

Cargando...

A LAS 12:33 PM

RESPONDER

Tengo un ejercicio que no entiendo me ALDO

ayudan dice así “determina la presión en

DICE:

un punto situado 4 metros debajo de la

A LAS 5:29 PM

supercie del agua de una piscina. Admita que g = 10m/s^2, Patm =10 N/m^2 y el Peso especíco del agua=1 g/cm^3 Cargando...

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Se resuelve mediante la fórmula de HUGO RENÉ CASTELLANOS

presión absoluta: Pabs = Ph + Patm; donde: Pabs = presión absoluta Ph = presión hidrostática

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JIMÉNEZ DICE: A LAS 9:22

Patm = presión atmosférica Ph = dgh, donde:

AM

d = densidad del líquido = 1,000 Kg / m3 g = aceleración de la fuerza de gravedad = 10 m/s2 h= altura o profundidad a la que se encuentra el cuerpo u objeto = 4m Paso 1: determinar la presión hidrostática Paso 2: sumar la presión hidrostática y la presión atmosférica (10 N/m2 o Pascales) Espero te sirva, saludos! Cargando...

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primero tendrías que calcular el volumen CRISTINA DICE: A LAS 8:14 AM

que esta sumergido para sacar por diferencia del volumen total del pato el volumen que emerge v sumergido=densidad pato x volumen pato /densidad del uido (cuando tengas el total del volumen sumergido se lo restas al volumen total del pato y de ahí se obtiene el volumen que emerge Cargando...

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¿Cuál es la fórmula para saber el peso de YOSANDRA

un objeto fuera del agua?

DICE: A LAS 8:28 AM

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la fuerza peso es igual a la masa por la KAREN DICE:

aceleración de la gravedad. W= m . g

A LAS 1:45 AM

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Ayúdenme!!! DENISSE JIREH PADILLA

Un tronco de un árbol con un volumen de 20 litros ota en el agua la mitad de su volumen se encuentra sumergido

RIVERA

A) cual es el volumen del agua desplazada

DICE:

B) cuál es el peso de esa agua desplazada

A LAS 10:21 AM

C) cuál es la fuerza de empuje Cargando...

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Un trozo de corcho ota en aceite y 38 ZARET DICE:

centímetros cùblcos de su volumen esta

A LAS 9:51 PM

sumergido en el líquido. ¿Cual es el peso especico del aceite?…Este es un problema que no entiendo como resolverlo, de acuerdo al principio de Arquimedes Cargando...

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450 cm3 ó 0.00045 m3 LAURA AMARO

Cargando...

DICE: A LAS 5:02 PM

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Me ayudan a resolver un ejercicio MARIANA DICE: A LAS 3:46 PM

¿cual es el peso aparente de un objeto hecho de plata cuya masa es de 3.5kg sumergido en alchool ? Cargando...

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Se iguala el peso con el empuje ya que HAIDERCITO DICE: A LAS 5:00 PM

estos deben ser iguales de ahí se saca la masa del corcho se saca su peso y luego su peso especíco W= peso

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D= densidad W (m*g)=E (d*g*Vs) se cancelan las gravedades ya que están en ambos lados de la ecuación y se obtiene M=d*Vs – – – – – – – M= 920kg/m3*0,000038m3 M=0,035kg W= 0,035kg*9,8m/s2 – – – – – 0,34N Pespecíco= 0,34N*9,8m/s2 – – – – – – -3,36 N Cargando...

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ARQUIMIDES

Gracias x los primeros son buenosx la explicacion que es facil y comprenderlos

NAH CAMAL

Cargando...

DICE: A LAS 11:10 AM

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AYUDA MARGOT

encuentra la densidad de un uido que

JAIME DICE:

esta hundido el cual tiene un cuerpo

A LAS 11:19 PM

hundido a 82m, el cuerpo recibe una presión absoluta de 384951pascales Cargando...

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Cuál es el pesó de una persona al nivel del ANGELY DICE: A LAS 6:17 PM

mar en el fondo de una piscina y en el fondo de la misma piscina pero en agua salada Laire:1,3gr/litro Lagua:1 gr/mL Pagua salada: 1500 kg/m3 Pcuerpo:1500 kg/m3 Vcuerpo:100 litros Cargando...

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Gracias ROMAN DICE:

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A LAS 2:58 PM

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Explicarme paso por paso:Un cuerpo de ELENA

200gr de masa y densidad 8,93gr/cm3 se

DICE:

sumerge en agua. Calcular e empuje que

A LAS 4:29 AM

experimenta. Como debo pasar las unidades. Cargando...

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Un cuerpo colocado en agua dulce desaloja VHELLA DICE:

un volumen de 480 centímetros al cuadrado ¿cual es el empuje que recibe ?

A LAS 8:38 AM

Cargando...

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primero tendrías que calcular el volumen CRISTINA DICE: A LAS 8:15 AM

que esta sumergido para sacar por diferencia del volumen total del pato el volumen que emerge v sumergido=densidad pato x volumen pato /densidad del uido (cuando tengas el total del volumen sumergido se lo restas al volumen total del pato y de ahí se obtiene el volumen que emerge Cargando...

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En el primer ejercicio, la conversión de 20cm LINA DICE:

a m está equivocada, ya que 20cm=0.02m,

A LAS 7:12 PM

no 0.2 Cargando...

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No, en realidad 20 cm = 0.2 metros, CARLOS

verique bien.

JULIÁN DICE:

Cargando...

A LAS 9:04 AM

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Muchas gracias ROMAN DICE:

Cargando...

A LAS 3:00 PM

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Alguien me ayuda con este Ejercicio : FRANKLIN DICE: A LAS 5:57 PM

si un objeto con una masa de 35kg experimenta un empuje de 30N sumergido en un uido ¿ cual es su peso aparente? Cargando...

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Cuando se sumerge en agua una joya de MINGI

masa real (147 gramos) está tiene una masa

DICE:

aparente de 134 gramos. ¿Se puede armar

A LAS 7:01 PM

que la joya es de oro? ¿por qué? Considere densidad del agua 1g/cm3 y la aceleracion de la gravedad 9,807 m/s2 Cargando...

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Nececito resolver este problema que no SAMANTHA DICE: A LAS 4:09 PM

entiendo Un bloque de metal se sumerge en un vaso de precipitados con agua. Antes de sumergirlo el dinamómetro indica 26 N y cuando está sumergido indica 22 N. Calcula el empuje que recibe el bloque. Cargando...

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Buenas yo tengo un ejercicio bastante KATIUSKA DICE: A LAS 11:05 PM

complicado para mí, los datos son un dibujo de un cilindro sumergido en un uido en el que pone kerosene. Los datos que me da es en la circunferencia superior del cilindro pone D=450mm del lado izquierdo de cilindro pone 710mm que yo asumo como la altura y del lado derecho del cilindro pone 600mm que no estoy segura que signica. La pregunta dice: calculé el peso especíco del sólido. Ayudas por el amor de Dios Cargando...

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hola! en el problema 3 no se si yo estoy SANTIAGO

confundido o esta mal pero si solo estas

DICE:

sumergiendo la mitad del cubo el liquido

A LAS 10:06 PM

desplazado no seria solo la mitad del volumen. igual supongo que esto afecta a el peso aparente ya que no todo el peso esta en el agua Cargando...

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¿Que empuje experimenta la piedra, si el JENNYFER

nivel del agua era de 20 cm elevado al cubo

CERÓN

y luego de 23 cm al cubo? Expresar en dinas

DICE:

y newton. Ayúdenme de ser posible

A LAS 5:51 PM

Cargando...

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Como resuelvo este ejercicio: Arquímedes KATHERYM

demostró que el área de...