EMPUJE

Cuando intentamos hundir una pelota de plástico en un líquido, verificamos que cuando más la pelota se hunde, mayor es la fuerza de resistencia, esto es, mayor la dificultad ofrecida por el líquido.

Si llevamos la pelota hasta el fondo y la soltamos, veremos que la pelota sube rápidamente. Esto sucede porque el líquido ejerce sobre la pelota una fuerza de dirección vertical desde abajo hacia arriba que se llama empuje (E). El empuje representa la fuerza resultante del líquido sobre la pelota.

Teorema de Arquímedes

Esta ley dice que todo cuerpo inmerso  de forma total o parcialmente en un líquido recibe una fuerza vertical desde abajo hacia arriba, que es igual al peso de la porción de líquido desplazado por el cuerpo sumergido”.

Peso Aparente (Pap)

El peso (P) de un cuerpo, cuando está total o parcialmente inmerso en un fluído, disminuye y en este caso es llamado de peso aparente.

Pap = P – E

Equilibrio de Cuerpos Inmersos y Fluctuantes

Vamos a considerar un cuerpo sumergido en un líquido. Sabemos que apenas dos fuerzas actúan sobre el: su peso P y el empuje E.

Se distinguen 3 casos:

1 caso: El peso es mayor que el empuje ( P > E )

En este caso, el cuerpo descenderá con aceleración constante (condiciones ideales). Se verifican las expresiones de P y E, se concluye que esto sucederá si la densidad del cuerpo fuese mayor que la densidad del líquido, esto significa dC > dL.

2º Caso: El peso es menor que el empuje ( P < E )

En este caso, el cuerpo subirá con aceleración constante hasta quedar fluctuando en la superficie del líquido. Esto sucederá cuando la densidad del cuerpo fuese menor que la densidad del líquido, esto significa que dC < dL

Cuando el cuerpo, en su trayectoria de subida, aflorar en la superficie del líquido, el empuje comenzará a disminuir, pues disminuirá la parte sumergida y por tanto, el volumen del líquido desplazado.

El cuerpo subirá hasta que el empuje quede igual al peso del cuerpo que es constante.

En esa condición ( P = E ) el cuerpo quedará en equilibrio, fluctuando en el líquido.

3º Caso: El peso es igual al empuje ( P = E )

En este caso, el cuerpo quedará en equilibrio cualquier fuese el punto en que fuese colocado. Esto sucederá cuando la densidad del cuerpo fuese igual a la densidad del líquido, esto significa:

dC = dL