Problema n° 1 de principio de Arquímedes. Empuje y flotación - TP06
Enunciado del ejercicio n° 1
Una boya esférica cuyo volumen es de 7 m³ pesa 1.820 N. Si el aparato productor de luz pesa 385 N, ¿cuánto deberá pesar el lastre para que la hunda hasta la mitad en agua de mar?
Desarrollo
Datos:
Vb = 7 m³
Pb = 1.820 N
Pi = 385 N
δ = 1.027 kg/m³
g = 10 m/s²
Fórmulas:
Fa = E - P
Solución
De la fórmula dada sabemos que el peso total de la boya es:
PT = Pb + Pi
PT = 1.820 N + 385 N
PT = 2.205 N
Para hallar el empuje primero debemos calcular el volumen desplazado, el enunciado pide que el volumen desplazado se ala mitad, entonces:
E = δ·g·Vd
Vd = ½·Vb
Vd = ½·7 m³
Vd = 3,5 m³
Ahora la fórmula de peso aparente queda:
Fa = δ·g·Vd - PT
Reemplazamos y calculamos:
Fa = (1.027 kg/m³)·(10 m/s²)·(3,5 m³) - 2.205 N
Fa = 1.027 kg·(10 m/s²)·3,5 - 2.205 N (simplificamos las unidades de medida)
Fa = 35.945 kg·m/s² - 2.205 N (agrupamos las unidades de medida)
Sabemos que 1 N = 1 kg·m/s²
Fa = 35.945 N - 2.205 N
Resultado, el peso del lastre es:
Fa = 33.740 N
⚠ Ver apunte de "Principio de Arquímedes".
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
Ejemplo, principio de Arquímedes