COMPETENCIA DEL TEMA
Explica la flotación de cuerpos en los fluidos.
Toda persona que esté familiarizada con la natación y otros deportes acuáticos ha observado que los objetos pierden peso cuando se sumergen en agua. De hecho, el objeto puede flotar sobre la superficie ya que existe una presión hacia arriba ejercida por el agua. Un matemático griego, Arquímedes (287-212 a.C), fue el primero en estudiar el empuje vertical hacia arriba que ejercen los fluidos.
El Principio de Arquímedes puede ser enunciado como sigue:
Un objeto que está completa o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza de abajo hacia arriba (empuje) igual al peso del fluido desalojado.
En un objeto sumergido por completo en un líquido, todos los puntos de su superficie reciben una presión hidrostática, que es mayor conforme aumenta la profundidad de un punto.
Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas opuestas: su peso, que lo empuja hacia abajo y el empuje del líquido que lo impulsa hacia arriba. Se producen tres casos:
1. Si el peso (P) de un objeto es menor al empuje (E) que recibe, flota. Es decir la magnitud del empuje que recibe dicho objeto es igual a la magnitud del peso que tiene el volumen del líquido desalojado.
2. Si el peso (P) de un objeto es igual al empuje (E) que recibe, permanecerá en equilibrio. Es decir, sumergido dentro del líquido.
3. Si el peso (P) de un objeto es mayor al empuje (E) que recibe, se hunde. Es decir la magnitud del empuje que recibe el objeto es igual a la magnitud del peso que corresponde al del volumen de líquido desalojado.
El empuje es una consecuencia de la presión que ejerce el líquido sobre los cuerpos sumergidos. Por eso, levantar una roca bajo el agua es relativamente fácil si se compara con el esfuerzo que implica levantarla fuera de ella.
La magnitud del empuje ( E ) que recibe un objeto sumergido en un líquido se determina al multiplicar el peso específico Pe del líquido por el volumen ( V ) desalojado de éste.
E= PeV
Donde:
Pe = peso / Volumen ; N/m3
Muchos barcos modernos están hechos de materiales que son obviamente más densos que el agua, como el acero. Éste flota a través del desplazamiento simple.
Un barco de casco de acero está hecho con acero pesado pero contiene en su interior una gran cantidad de aire, el cual tiene una densidad insignificante.
APLICACIONES
La Hidrorehabilitación se realiza en el agua , ya que disminuye el stress y el impacto de las articulaciones es menor, así que se obtienen todos los beneficios del ejercicio, sin sufrir las fuerzas de compresión e impacto causados por la gravedad en tierra firme.
El submarino se hunde cuando llena unos tanques especiales, cuando quiere flotar estos se vacían. Cuando los tanques se llenan de agua, la masa del submarino aumenta, su densidad se incrementa. Al igual que los submarinos los peces pueden hacer variar su densidad, gracias a un órgano llamado vejiga natatoria, la cual se llena de gas, lo que hace que el pez se hiche y aumente su volumen haciendo que su densidad disminuya y el pez ascienda, cuando la llena, su peso aumenta, al igual que su densidad y se hunde.
