PRINCIPIO ARQUÍMEDES EMPUJE EJERCICIOS
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES. EMPUJE Y PESO APARENTE:
PUEDE INTERESAR LA CONSULTA DE LOS SIGUIENTES ARTÍCULOS:
ESTOS MATERIALES RESPONDEN A LAS ESTRATEGIAS DETERMINADAS POR:
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES:
“Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y ascendente que equivale al peso del fluido desalojado”.
Es lo que ocurre con los barcos, los globos aerostáticos, las sopladeras de helio, por eso flotan o ascienden en el fluido en el que se encuentran.
En el primer caso, en el que el peso es mayor que el empuje, la bolita se hunde. En el segundo caso, en el que el empuje es mayor que el peso, la bolita flota.
En los ejercicios se trabaja, teniendo en cuenta que el peso aparente es el peso real menos el empuje:
Preal = Paparente– Empuje
E = P − Paparente
Como el peso del fluido desalojado equivale al empuje, en ocasiones hay que expresarlo en función de la densidad (d = masa / volumen):
Empuje = Pfluido = mfluido · g = dfluido · vfluido · g
EJERCICIOS CON SOLUCIÓN DE APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES:
EJERCICIOS F4EP158:
Las soluciones aparecen al final de la relación, para motivar la búsqueda de las mismas antes de consultarlas.
9. Un cubito de hielo de 40 cm3 de volumen flota en un vaso con agua. La parte sumergida es 36 cm3. Cuando el hielo se funde, ¿cuánto subirá el nivel del agua en el vaso?
a) 40 cm3. c) 4 cm3.
b) 36 cm3. d) Nada.
10. Un sólido tiene en el aire un peso de 85 N, mientras que cuando se introduce en agua pesa 55 N. Calcula:
a) Su masa. b) Su volumen. c) Su densidad (en g/cm3).
(Datos: g = 10 m/s2; dagua = 1000 kg/m3.)
11. Colgamos un cuerpo de un dinamómetro y marca 5 N. Al sumergirlo en agua, el dinamómetro marca 4,3 N. ¿Cuál es la densidad del cuerpo?
(Datos: g = 10 m/s2; dagua = 1000 kg/m3.)
a) 7142,8 kg/m3. c) 6142,8 kg/m3.
b) 3500 kg/m3. d) 1236,2 kg/m3.
12. ¿Qué ocurrirá con un trozo de hielo en el agua del mar, se hundirá o flotará? Razona la respuesta. (Datos: dhielo = 920 kg/m3; dagua de mar = 1030 kg/m3.)
13. ¿Cuál de las siguientes condiciones debe cumplir un cuerpo sólido para que flote cuando se introduce en un líquido?
a) La densidad del sólido debe ser mayor que la del líquido.
b) La densidad del líquido debe ser mayor que la del sólido.
c) La densidad del sólido debe ser igual que la del líquido.
d) Las densidades de ambos deben ser menores que las del agua.
14. La presión atmosférica a nivel del mar es 1 atm. La densidad del aire es 1,29 kg/m3. Suponiendo que la densidad no varía con la altura, calcula el valor de la presión atmosférica en una localidad situada a 1500 m de altura. Expresa el resultado en atmósferas y N/m2.
(Datos: 1 atm = 1,013 ⋅105 Pa; g = 9,8 m/s2.)
SOLUCIONES DE LOS EJERCICIOS DE APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES FQ4EP158:
9. La respuesta verdadera es la c).
10. a) P = m ⋅g →m = 8,5 kg.
b) E = P − Paparente →dagua ⋅g ⋅V = P − Paparente →V = 3 ⋅10−3 m3.
c) d = 2,83 g/cm3.
11. E = P − Paparente →dagua ⋅g ⋅V = P − Paparente →
Por tanto: La respuesta verdadera es la a).
12. Como d agua de mar > d hielo, el peso será menor que el empuje y el hielo flotará (como los icebergs).
13. La respuesta verdadera es la b).
14. p = patm − d ⋅g ⋅V = 0,87 atm = 8833 N/m2