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PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Cuando sumergimos un cuerpo sólido en un líuido! "s#e e$erce so%re elcuerpo una &uer'a de sus#en#ación! es decir! una &uer'a dirigida (acia arri%a ue

#ienda a impedir ue el cuerpo se (un da en el l í ui do) Es# a &u er' a es#am% i"n l a ue (ace ue una p ied ra pa re'ca m*s ligera cuando lasumergimos en el agua o en alg+n o#ro líuido) ,al &uer'a ue es -er#ical .es#* dirigida (acia arri%a se denomina &uer'a de &lo#ación o empu$e) Es#a&uer'a se mide en ne/#ons 0en e l S I 1 ) E l empu $e es igu a l a l peso de l-olumen de l íuido despla'ado! . se supone es#* apl icado en un pun#ollamado cen#ro de empu$e! ue coincide con el cen#ro de gra-edad 0C)2)1 delsólido! cuando el cuerpo es#* en reposo) E l p r in c i p io de Ar uí me de s imp l ic a u e p a r a u e u n c u e r po & l o # e ! s u d e n si d a d d e % e s e r menor a ladensidad del &luido en el ue se encuen#ra) Un o%$e#o &lo#a si su densidad media esmenor ue la densidad del agua) Si "s#e se sumerge por comple#o! el peso del agua

ue despla'a 0.! por #an#o! el empu$e1 es ma.or ue su propio peso! . el o%$e#o esimpulsado (acia arri%a . (acia &uera del agua (as#a ue el peso del agua despla'adapor la par#e sumergida sea e3ac#amen#e igual al peso del o%$e#o &lo#an#e) Por e$emplo! si un %loue me#*lico ue posee un -olumen de 455 cm6 se (undeen agua! despla'ar* un -olumen similar de agua cu.o peso apro3imado es4 N) Por #an#o! el %loue parecer* ue pesa 4 Nmenos) Así! un %loue de madera cu.a densidad sea 478 de la del agua! &lo#ar* con 478 de su-olumen sumergido den#ro del agua! .a ue en es#e pun#o el pesodel &luido despla'ado es igual a l peso del %loue)

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Por el principio de Aruímedes! los %arcos &lo#an m*s %a$os en el aguacuando es#*n mu. cargados 0.a ue se necesi#a despla'ar ma.or can#idadde agua para generar el empu$e necesario1) Adem*s! si -an a na-egar en aguadulce no se pueden cargar #an#o como si -a a na-egar en agua salada! .a ue elagua dulce es menos densa ue el agua de mar .! por #an#o! se necesi#a

despla'ar un -olumen de agua ma.or para o%#ener el empu$e necesario)Es#o implica ue el %arco se (unda m*s)

En es#e gr*& ico se puede de#erminar #res # ipos de elemen#os! el aguaden#ro de una %olsa de espesor desprecia%le! un #ro'o de madera . unapiedra! #odos ellos del mismo -olumen) 9a acción ue resul#a al colocar unelemen#o o ma#erial en cada uno de los recipien#es es medir la acción de ladensidad ue e$erce cada uno de ellos con respec#o a la de la &uer'a de &lo#a%ilidadde un &luido) Una %olsa de pl*s#ico delgado llena de agua en euili%rio %a$oel agua 0recipien#e del medio1) El agua ue rodea a la %olsa e$erce &uer'as de presiónso%re su super&icie! siendo la resul#an#e una &uer'a de ro#ación o empu$e

(acia arri%a 0:%1 ue ac#+a so%re la %olsa) Para una piedra del mismo -olumen! la&uer'a de &lo#ación es la misma! pero el peso e3cede a la &uer'a de &lo#ación! . así! lapiedra no es#* en euili%rio! 0recipien#e de la derec(a1) En el caso de una depie'a de madera del mismo -olumen! el peso es menor ue la &uer'a de&lo#ación! 0recipien#e de la i'uierda1)

FLOTABILIDAD Y ESTABILIDAD

Siempre que un objeto fota o está sumergido por competo en un fuido!está sujeto a una "uer#a de fotaci$n% La fotabiidad es a tendencia que

tiene un fuido a ejercer una "uer#a que da apo&o a un cuerpo que estásobre '% La estabiidad se re(ere a a capacidad que tiene un cuerpo deregresar a su posici$n origina despu's de incinarse con respecto a un eje)ori#onta% *uaquier objeto que se cooque en un fuido e+perimenta una"uer#a de fotaci$n que tiende a ee,aro! o que a&uda a dare apo&o%ESTABILIDAD- La estabiidad es a propiedad de un cuerpo que tiende a,o,er a su posici$n o mo,imiento originaes cuando e objeto se aparta dea situaci$n de equiibrio o mo,imiento uni"orme! como resutado de aacci$n de unas "uer#as o momentos recuperadores% ESTABILIDAD DE LOS*.E/0OS E1 .1 FL.IDO%2 .n cuerpo en un fuido es considerado estabe siregresa a su posici$n origina despu's de )ab'rsee girado un poco

arededor de un eje )ori#onta% Las condiciones para a estabiidad son

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di"erentes! dependiendo de que si e cuerpo está competamente sumergidoo se encuentra fotando%

ESTABILIDAD DE *.E/0OS FLOTA1TES-

Un cuerpo fotante es estabe si su centro de gra,edad está por debajo demeta centro% *ondiciones para a estabiidad de os cuerpos- Los cuerpossumergidos por competo son estabes si e centro de gra,edad quededebajo de centro de fotaci$n% Los cuerpos fotantes son estabes si ecentro de gra,edad esta debajo de meta centro% ESTABILIDAD DE *.E/0OSS.3E/4IDOS 0O/ *O30LETO .n cuerpo en un fuido se considera estabe siregresa a su posici$n origina despu's de )ab'rsee dado un giro peque5osobre un eje )ori#onta% Los submarinos & os gobos meteoro$gicos son dosejempos cotidianos de cuerpos sumergidos por competo en un fuido% Esimportante que ese tipo de objetos permane#can con una orientaci$n

espec6(ca a pesar de a acci$n de as corrientes! ,ientos o "uer#as demaniobra% La condici$n de estabiidad para os cuerpos sumergidos porcompeto en un fuido es que su centro de gra,edad est' por debajo de sucentro de fotabiidad% E centro de fotabiidad de un cuerpo se encuentra ene centroide de ,oumen despa#ado de fuido! & es a tra,'s de dic)o puntoque a "uer#a de fotaci$n act7a en direcci$n ,ertica% E peso de cuerpoact7a ,erticamente )acia abajo a tra,'s de centro de gra,edad% Y a (gura8%9 :a; de a secci$n trans,ersa de a "orma apro+imada de ,e)6cuo con ecentro de gra,edad & cb en sus posiciones respecti,as a o argo de a

Ejercicio

• *acuar a super(cie m6nima de una panc)a de madera igera! de cm?! para que fote sobre un r6o! transportando un peso de @ carro& 8 personas! con una masa apro+imada tota de!8 toneadas%Suponga que esa panc)a tiene un espesor de

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