Principio de arquimedez

Principio de Arquímedes
    En nuestra vida diaria podemos hacer observaciones como las siguientes:
    1. Cuando nos sumergimos en una piscina o en el mar parece que somos más ligeros, decimos que pesamos menos.
    2. Los globos que se venden para niños se elevan en el aire al soltarlos.
    3. Un trozo de hierro no flota, en general, sobre el agua, pero si le damos la forma adecuada, pensemosen un barco, vemos que flota.
    La explicación científica sobre estos hechos la encontró hace muchos siglos, siglo IV a.C., una persona de capacidad excepcional, ARQUÍMEDES.
 
   Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre los objetos situados en su seno. La naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinadas  en el Principio de Arquímedes:
"Todo cuerpo sumergido en un fluido (líquido ogas), experimenta una fuerza (empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado"
El Principio de Arquímedes es un principio físico que estudia la dinámica de los fluídos; concretamente su tendencia a ser bebidos por el sujeto más próximo a ellos, en especial si el fluído es potable.

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmentesumergido en un fluidoestático, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI).
El principio de Arquímedes se formula así:

donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad, deeste modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje actúa siempre verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
El principio de Arquímedes se relaciona con la flotabilidad de los cuerpos. Se dice que mientras sedaba un baño en la tina, Arquímedes experimento una fuerza que lo empujaba hacia arriba dentro del agua. Salió corriendo desnudo por las calles de Siracusa gritando ¡EUREKA! Arquímedes descubrió que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje hacia arriba, llamada fuerza de flotación, que es equivalente al peso del fluido que desplazado por el cuerpo. El principio deArquímedes es el que permite a los grandes barcos flotar sobre el agua a pesar de tener un peso tan grande.

APLICACIÓN
Un globo de goma tiene 8 g de masa cuando está vacío. Para conseguir que se eleve se infla con gas de ciudad. Sabiendo que la densidad del aire es de 1,29 kg/m3 y la del gas de ciudad 0,53 kg/m3determinar el volumen que, como mínimo, ha de alcanzar el globo para que comience a elevarse.Para que el globo inicie el ascenso, la fuerza del empuje ha de ser superior a la del peso:
E > P
En virtud del principio de Arquímedes:
E = V.daire.g
ya que en este caso el fluido desalojado es el aire. Por otra parte, el peso P será la suma del peso del globo más el peso del gas ciudad que corresponde al volumen V, es decir:
P = 8.10-3 kg.g + V.dgas.g Þ V = daire.g > 8.10-3 kg.g +V.dgas.g Þ V.( daire - dgas) > 8.10-3 kg
V > 8.10-3 kg/( daire - dgas) = 8.10-3 kg/[(1,29 – 0,53) kg/m3] = 10,5.10-3 m3
El volumen mínimo será, por tanto, de 10,5 litros.
Los barcos de superficie están diseñados de manera que el metacentro quede siempre por encima del centro de gravedad en caso de que se muevan o desplacen lateralmente.  El submarino en cambio no cambia ni de volumen pero sí de peso,adquiere agua para sumergirse y la expulsa con aire para disminuir su peso y subir.
Aplicaciones del Principio de Arquímedes a los Gases
Del mismo modo que sucede con los líquidos podemos decir que: Todo cuerpo sumergido en un gas, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen de gas que desaloja  Por tanto se producen las mismas fuerzas que en el agua: la fuerza de empuje para...