Secundaria calcular la fuerza de un cuerpo sumergido

[loco_almeria]

hola, primero perdonar si pregunto algo que sea una tonteria pero me gustaria saber calcularla y comprenderla, se trata de lo siguente.

supongamos un recipiente lleno de agua y una bolsa llena de aire.
a- que fuerza esperimenta esta bolsa ascendente cuando yo la introduzco dentro del agua si la bolsa esta llena con un litro de aire.
b- esa bolsa esperimenta la misma fuerza ascendente si esta sumergida a un metro o a mas de un metro de profundidad.
c-que solido presenta una mayor densidad y que liquido o gaseoso presenta menor densidad.

una apreciacion, no tengo muchos conocimientos en fisica, por favor si alguien da alguna respuesta que sea lo mas esclarecedora posible, y si se ofrece que se ponga en contacto conmigo para aclararmelo, mi correo es loco_almeria@hotmail.com gracias de antemano.

[aLFRe]

Re: calcular la fuerza de un cuerpo sumergido

supongamos un recipiente lleno de agua y una bolsa llena de aire.
a- que fuerza esperimenta esta bolsa ascendente cuando yo la introduzco dentro del agua si la bolsa esta llena con un litro de aire.
b- esa bolsa esperimenta la misma fuerza ascendente si esta sumergida a un metro o a mas de un metro de profundidad.
c-que solido presenta una mayor densidad y que liquido o gaseoso presenta menor densidad.

A ver si no me equivoco.

a - Sobre esa bolsa actúan el empuje y su peso.
El empuje siempre vale el peso del volumen de fluido desalojado por su bolsa.
1 l de aire pesa 1,293 g fuerza
1 l de agua pesa 1 kg fuerza ( si es salada pesaría más )
Luego la fuerza neta ascendente será la diferencia de las dos
$F= ( 1 - 0,001293 ) \times 9,8 \approx 9,8\,N \approx 10\,N$

b - El problema ahí puede estar en la compresibilidad del aire.
El módulo de compresibilidad isotérmico - lo pongo con incrementos - es
$K_T=-V\frac{\Delta\,p}{\Delta\,V}$
y para el aire eso vale
$K_T= 1.01 \times 10^5\,Pa$
donde la unidad de presión es el pascal $1 Pa = 1 \frac{N}{m^2}$

Si se sumerge la bolsa a 1 m de profundidad el agua comprime
la bolsa que contiene aire y por tanto está sometido a una presión adicional
a la atmósférica y que puedo aproximar por
$\Delta\,p=\rho\,g\,h= 10^3 \frac{kg}{m^3}\times 9,8\frac{m}{s^2}\times1\,m$
$\Delta\,p \approx 10^4 Pa$

$\frac{\Delta\,V}{V}=-\frac{\Delta\,p}{K_T}= -\frac{10^4}{10^5}=-\frac{1}{10}$

Puesto que la bolsa de aire habrá reducido su volumen en 1/10
el empuje será 1/10 menor.
$F \approx ( 10- 1) N = 9\,N$

Todo esto salvo error.
Saludos.