NO ME SALEN
   EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
   FLUIDOS - PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
 

desesperado

 

FIS H.20) Calcular el volumen que se encuentra sumergido en un barco de 10.000 toneladas que flota en equilibrio si la densidad del agua del mar es 1.030 kg/m³.

Una tonelada es igual a 1.000 kilogramos (no importa si se trata de masa o de fuerza). Demasiado para flotar, ¿no te parece?

 
Fluídos - Ricardo Cabrera  

Te parezca o no te parezca, los barcos flotan... lo que dice Arquímedes es que todo cuerpo que flota en un líquido recibe de parte del líquido una fuerza de abajo hacia arriba, llamada empuje, E, que es igual al peso del líquido desalojado, Pld.

Como además el cuerpo está en equilibrio el empuje es igual al peso del barco -ya que son las dos únicas fuerzas que actúan sobre el barco-. Por lo tanto resulta que su peso, Pb, es igual al peso del líquido desalojado.

   

E = Pld = Pb

El peso específico es el cociente entre el peso y el volumen. Entonces el peso es igual al producto entre el peso específico y el volumen. Por otro lado el peso específico es igual a la densidad por la aceleración de la gravedad. Juntá todo eso. Te tiene que quedar así:

Pb = ρH2O . g . Vld

De acá despejamos el volumen de líquido desalojado, y lo calculamos.

Vld = Pb / ρH2O . g

Vld = 10.000.000 kgf / 1.030 kg/m³. 10 m/s²

Fijate que como las 10.000 toneladas están reemplazando al peso del barco, el equivalente en kilogramos es -en realidad- kilogramos-fuerza (kgf). Para poder operar con el resto de las unidades lo transformo a Newtons que son las unidades internacionales de fuerza (1 kgf = 10 N = 10 kgm/s²). Volvamos:

Vld = 100.000.000 kgm/s²/ 1.030 kg/m³. 10 m/s²

  Fluídos - Ricardo Cabrera

Vld = 9.709 m3

 
   
    Fluídos - Ricardo Cabrera
DESAFÍO: Si el barco tiene 21 metros de manga y 76 de eslora, ¿cuántos metros hay de barco bajo la línea de flotación?  
 
   
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