Física Final Mar 23 TA – 9 Fluidos

Durante un experimento un cubo de madera de 1 m de arista se coloca en un recipiente que contiene aceite (δaceite= 0,95 g/cm³). Se observa que el cubo flota con el 40% de su volumen sumergido (figura A). Si se desea que el cubo permanezca totalmente sumergido y en equilibrio (figura B) ¿cuál es el valor aproximado de la intensidad de la fuerza vertical F que debe actuar sobre el bloque?

5 1000 N 5 2200 N 5 3370 N 5 4000 N █ 5700 N 5 6000 N

 

Caso A

 

EA = P

 

Donde

EA = empuje = peso del aceite desalojado = δa VsA g

δa = densidad del aceite = 0,95 gr/cm³ = 950 kg/m³

VsA = volumen de aceite desalojado = volumen del cuerpo sumergido = 0,40 V

V = volumen del cuerpo = L^3 = (1 m)^3 = 1 m³

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

 

P = peso del cuerpo = m g

m = masa del cuerpo

 

Caso B

 

EB = P + F

 

Donde

EB = empuje = peso del aceite desalojado = δa VsB g

VsB = volumen de aceite desalojado = volumen del cuerpo sumergido = V

F = fuerza

 

Reemplazado y despejando F

F = EB – P = EB – EA = δa V g - δa 0,40 V g = 950 kg/m³ 1 m³ 10 m/s² 0,60 = 5700 N