Guía Empuje

1.       Un bloque sólido se encuentra sumergido en un líquido, en la posición que de muestra en la figura. Designemos por f₁ la fuerza de presión ejercida por el líquido sobre la cara superior del bloque, y por f₂, la fuerza de presión en la cara inferior.

 

a.       Dibuje en la figura los vectores f₁ y f₂.

b.      ¿f₂ es mayor, menor o igual que f₁?

c.       ¿como calcularía el valor del empuje ascendente E que el líquido ejerce  sobre el bloque, con base en los calores de f₁ y f₂?

2.       Suponga que el bloque del ejercicio anterior se desplazara dentro del liquido, hasta una profundidad un poco mayor.

a.       El valor de f₁, ¿aumentaría, disminuiría o no sufriría alteración alguna?  ¿y el  valor de f₂?

b.      El valor del empuje que actúa sobre el bloque ¿aumentaría, disminuiría o no sufriría alteración?

3.       El barco flota en el agua en equilibrio.

a.       El empuje que recibe del agua, ¿es mayor, menor o igual que si peso?

b.      La densidad media del barco, ¿es mayor, menor o igual que la densidad del agua?

4.       Un barco, cuyo peso en de 800 N, navega río abajo hasta llegar al mar.

a.       ¿Qué valor tenía el empuje que recibía cuando estaba en el río?

b.      Cuando navega en el mar, ¿Qué valor tiene el empuje hidrostático que recibe?

c.       La parte sumergida del barco ¿aumenta, disminuye o no se altera cuando pasa del río al mar?

5.       Un bloque de madera, cuyo volumen es de 10 litros, flota en el agua, teniendo la mitad de su volumen sumergido.

a.       ¿Cuál es, en litros, el volumen del agua desplazada por el cuerpo?

b.      ¿Cuál es, en Newton, el peso de esta agua desplazada?

c.       Recordando el principio de Arquímedes, diga cuál es en Newton, el empuje que recibe el bloque.

d.      Entonces, ¿Cuál es su peso?

6.       Suponga que usted empuja el cuerpo del ejercicio anterior, hundiéndolo completamente en el agua.

a.       ¿Cuál es, en litros, el volumen del agua que desplaza?

b.      ¿Cuál sería, en N, el empuje ascendente que actuaría sobre el bloque?

c.       ¿Cuál es el valor de la fuerza que se tendría que ejercer para mantener sumergido el bloque?

7.       La masa de un cuerpo es de 80 g, y su volumen, de 100 cm³.

a.       ¿Cuál es la densidad del cuerpo?

b.      Si la densidad de la gasolina es 0,7 g/cm³ y la de la glicerina 1,25 g/cm³, ¿en cual se hunde y en cual flota?

8.       La figura de este ejercicio muestra un cilindro, cuya área en la base es A = 10 cm², flotando en un líquido con densidad de ρ_L =3 x 10³ kg/m³). Recordando que el empuje se puede calcular por la expresión E = ρ_L V_d g, responda:

a.       ¿Cuál es, en m³, el volumen V_d del líquido desplazado por el cilindro?

b.      ¿Cuál es, en Newton, el valor del empuje que el cilindro recibe?

c.       ¿Cuál es el valor del peso del cilindro?

9.       Considerando el cilindro del ejercicio anterior, determine:

a.       Su masa en gramos.

b.      Su densidad en g/cm³.