Aplicando este principio, determinar el peso específico de un fluido problema.

1. OBJETIVOS
Aplicando este principio, determinar el peso específico de un fluido problema.
2. MARCO TEORICO
Existen varias experiencias diarias que ponen de manifiesto que los fluidos ejercen fuerzas verticales, de sentido ascendente, sobre los cuerpos sumergidos en ellos. Es decir, los fluidos empujan a los cuerpos hacia arriba, con una fuerza denominada empuje.
El principio deArquímedes tiene el siguiente enunciado:
“Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido, recibe una fuerza de abajo hacia arriba, llamado empuje igual a la magnitud del peso del fluido desalojado por el cuerpo”
Como consecuencia de este empuje, los objetos suspenden idos en un líquido parecen pesar menos que de ordinario. Cuando más denso el líquido tanto más liviano parecen volverselos objetos. El agua salada es más densa que el agua dulce y en consecuencia en particular desplazara un peso mayor de agua salada que de agua dulce. Como el de empuje es mayor, el objeto parece pesar menos en agua salada que en agua dulce.
El líquido en que es más fácil de flotar, es el mercurio, porque el agua es más densa, y es capaz de producir grandes empujes solo con que se desplacepequeños volúmenes de él.
El principio de Arquímedes se aplica a todos los fluidos, es decir, a los líquidos y a gases. Los gases son mucho menos densos y producen empujes muchos menores. Con todo, los objetos pesan menos en el aire de lo que pesarían en el vacío. Un globo lleno de hidrogeno puede flotar en el aire porque su peso – que tiende a arrastrarlo hacia la tierra – esta exactamenteequilibrado por el empuje del aire.
El concepto de empuje es sinónimo de fuerza de flotación. Para entender mejor este concepto, imaginemos un cuerpo sumergido en un líquido, donde se presentan las fuerzas que el líquido ejerce para producir presión sobre el cuerpo. Estas fuerzas son mayores cuando están a mayor profundidad. Las fuerzas horizontales que se presentan en los costados, se anulan demodo que el cuerpo no se mueve en esa dirección.
Sin embargo las fuerzas hacia arriba que se ejercen sobre la parte inferior del cuerpo son mayores que las que se ejercen hacia abajo sobre la parte superior. La razón es simple, la parte inferior está a mayor profundidad la diferencia entre estas fuerzas, dirigidas hacia arriba y las fuerzas dirigidas hacia abajo, es la fuerza de flotación.Esta situación se pone en manifiesto en la fig. 1.
Si el peso e l cuerpo es mayor que el empuje, el objeto se hundirá. Si el peso es igual al del empuje, el cuerpo permanece en el mismo nivel. Si el peso del cuerpo es menor que el empuje, el cuerpo subirá a la superficie y flotara.
Fig.1 determinación del empuje de un liquido sobre un solido
El conocimiento del principio de Arquímedes es degran importancia para todo aquel que se ocupe del proyecto de arcos y submarinos, yo empuje debe ser calculado.
Si se tiene un cuerpo submarino en un fluido de forma cilíndrica, fig.1, podemos poner de manifiesto de forma inmediata el principio de Arquímedes, ya que:



Sea: y

Despejando yremplazando en la ecuación del empuje se tiene:


Por otra parte, si la presión está definido por la siguiente expresión:
y las áreas iguales,
Se tiene:
Se el volumen de un cilindro es:
Se tiene:

Expresión que representa la definición teórica del empuje
Dónde:

La cantidad de que se denonina peso especifico, yaque indica el peso por unidad de volumen de u n material de densidad .
Para entender mejor la flotabilidad conviene pensar un poco acerca de lo que ocurre cuando colocas un objeto en el agua. Si colocas el nivel de del líquido se elevara. Se dice que el cuerpo desplaza una cantidad de agua, es decir, que hace cambiar de sitio. Analizando un poco, se concluye que el volumen del agua...