HIDROSTATICA PRESION DE LIQUIDOS

Principio de Arquímedes

• Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje ascendente igual al peso del líquido desalojado.
• Este principio fue formulado por Arquímedes en el siglo III a.C.
• El empuje permitido por un líquido puede ser menor que el peso del cuerpo, causando que se hunda.
• Un cuerpo totalmente sumergido experimenta presiones hidrostáticas que aumentan con la profundidad.

Presiones y Fuerzas

• La presión en un punto de la superficie de un cuerpo sumergido es mayor a mayor profundidad.
• Las fuerzas sobre el cuerpo son el peso hacia abajo y el empuje del líquido hacia arriba, que actúan en direcciones opuestas.
• Presiones ejercidas en las caras laterales se neutralizan, mientras que el empuje y el peso afectan el estado del cuerpo.

Flotación

• Un cuerpo flota cuando su densidad promedio es inferior a la del líquido en el que se encuentra.
• Si la masa de un objeto se divide por el volumen de agua que desplaza, se obtiene su densidad promedio.
• Para que un barco flote, debe desalojar un volumen de líquido cuyo peso sea igual al peso del barco.

Cálculo del Empuje

• La magnitud del empuje (E) se calcula como:
  • E = PeV
  • Donde Pe es el peso específico del líquido y V es el volumen desalojado.

Ejemplos de Aplicación

• Embarcaciones, submarinos, salvavidas, y densímetros son aplicaciones del principio de Arquímedes.
• Ejercicio práctico que involucra la presión hidrostática y la densidad de líquidos para entender flujos y flotación.

Ejercicios de Hidrostática

• Cálculo de la masa y peso de un volumen conocido de gasolina utilizando su densidad de 700 kg/m³.
• Cálculo de la presión hidrostática en el fondo de una alberca de 6 m de profundidad con agua de densidad 1000 kg/m³ usando la fórmula:
  • Ph = ρgh.
• Resultado de presión hidrostática: 58,800 N/m².

Conceptos Clave

• Densidad: Relación entre masa y volumen.
• Peso específico: Fuerza ejercida por la gravedad sobre un volumen unitario de líquido.
• Presión hidrostática: Presión ejercida por un fluido debido a su peso.

Este cuestionario explora el principio de flotación y la presión ejercida por los líquidos sobre objetos sumergidos, específicamente una pelota. Se abordan conceptos fundamentales de la física relacionados con la fuerza y la presión. Ideal para estudiantes de física que deseen profundizar en estos temas.