1r ciclo Problemas con Arquímedes :)

[GiRuKo]

Hola!
Alguien me puede ayudar con este problema?

Una esfera de masa m y volumen V cae al agua desde una altura H (con respecto al espejo de agua), se hunde una profundidad h y luego rebota, dado que la densidad de la esfera, δe, es menor que la del agua, δa. Calcular La fuerza de rozamiento del agua (que se supone constante) y la altura h' a la que se elevará la esfera cuando sale del agua.

Me desconcertó que hablara de la "fuerza de rozamiento del agua".
Me gustaría que alguien me diera una orientacion sobre como plantearlo.
Desde ya muchas gracias!

[H2SO4]

Re: Problemas con Arquímedes

¿Lo has intentado con un balance de energía?

La energía potencial inicial se invierte en el trabajo de la fuerza de empuje y en trabajo de la resistencia del agua. De aquí puedes obtener el valor del rozamiento con el agua.

En el instante del rebote la energía es nula, ya que ha consumido toda su energía inicial, que es energía potencial (se ha transformado en calor). A partir de ese momento el empuje hace un trabajo para subir la esfera comunicándole de nuevo una energía que ha de ser igual al trabajo del rozamiento con el agua al subir más la energía potencial final mgh'.

Bueno, esto es lo que se me ocurre; la verdad, no tengo mucho tiempo ahora y no estoy seguro de que sea correcta la respuesta. Pero te sirve, espero, para pensar sobre ello.

Saludos

[Al2000]

Re: Problemas con Arquímedes

Usa el principio de conservación de la energía. Determina la energía cinética en el instante en que la esfera toca el agua. Cuando la esfera se detenga a la profundidad $h$, su energía cinética inicial mas la disminución en su energía potencial gravitacional habrán sido disipadas como calor por la fuerza de rozamiento. Una vez que la esfera "rebote", el empuje hará trabajo sobre la esfera dándole cierta energía cinética mas el aumento en energía potencial. En el camino ascendente de nuevo habrá una perdida de energía debida a la fricción. Finalmente, con la energía cinética al momento de salir puedes calcular la altura máxima alcanzada $h'$ luego del rebote.

Fíjate que el cálculo se simplifica porque la fuerza de gravedad y el empuje son fuerzas conservativas, de modo que en el trayecto superficie-profundidad_h-superficie, el trabajo neto de la fuerza de gravedad y del empuje son cero. Tienes entonces que contabilizar sólamente el trbajo de la fuerza de fricción en todo el recorrido (y te la ponen fácil, pues te dicen que la fuerza de rozamiento es constante).

Saludos,

Al

PD. Lo siento, ácido amigo, por estar escribiendo no me di cuenta que ya habías respondido.

PD2. GiRuKo, en un ejercicio de síntesis sugerido por la respuesta de H2SO4, fíjate que la energía potencial perdida (parte de una altura H y rebota hasta una altura h') es enteramente debida al trabajo de fricción. Listo, no tienes que calcular nada mas.

[Galaa]

Re: Problemas con Arquímedes

Alguien sabe la fórmula para sacar la tensión de una cuerda en un problema de principio de Arquímedes? Muchas gracias!