Secundaria Flotacion cuerpo sumergido en agua

[Pacobalto]

Hola me gustaria resolver el siguiente problema:

Tenemos un cuerpo de volumen=1m3 sumergido en agua destilada a 10 metros de profundidad. Su peso es despreciable, su forma esferica y su interior es aire a presión atmosferica, aunque es un solido rigido.
¿cuanto tardara en llegar a la superficie?
¿que aceleración tendra justo antes de ese instante?
¿que trabajo habra desarrollado?

[[Beto]]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Tienes que hacer el diagrama de cuerpo libre de la esfera de aire de donde obtendrás que:

$$E-mg=ma$$

Donde $E$ es el empuje sobre el cuerpo, $m$ su masa, $g$ la aceleración de la gravedad y $a$ la aceleración que experiemnta el cuerpo.

Una vez obtenida la aceleración que experimenta el cuerpo solamente te queda usar algo de cinemática.

Y para el trabajo recuerda que la variación de la energía cinética es igual al trabajo realizado por las fuerzas que experimenta el cuerpo.

[Pacobalto]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Gracias N30F3B0, eso me ayuda bastante.

Pero, ¿sabes que ocurre? que estoy en un mar de dudas respecto a muchas variables, como verás no soy ningun experto en física.

Por ejemplo, según Principio de Arquímedes, el Empuje será de 1000N, o de 1000.g N? Es una duda tonta pero no la resuelvo.

Gracias de antemano

[_FoX_]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Gracias N30F3B0, eso me ayuda bastante.

Pero, ¿sabes que ocurre? que estoy en un mar de dudas respecto a muchas variables, como verás no soy ningun experto en física.

Por ejemplo, según Principio de Arquímedes, el Empuje será de 1000N, o de 1000.g N? Es una duda tonta pero no la resuelvo.

Gracias de antemano

El Empuje es una fuerza, por lo que se suma vectorialmente al peso el cual también es una fuerza.

Toda fuerza se mide en Newton [N].

[Sherlock]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Gracias N30F3B0, eso me ayuda bastante.

Pero, ¿sabes que ocurre? que estoy en un mar de dudas respecto a muchas variables, como verás no soy ningun experto en física.

Por ejemplo, según Principio de Arquímedes, el Empuje será de 1000N, o de 1000.g N? Es una duda tonta pero no la resuelvo.

Gracias de antemano

Empuje = peso del agua que desaloja.
Desaloja 1 m3 de H2O = 1000 kg de agua; estos 1000 kg de agua pesan 1000.g (9800 N), ya que peso =m.g
Otra cosa: al hacer el sumatorio de fuerzas sobre el cuerpo (empuje - gravedad) quizás desprecies la gravedad, por lo que no te hayas preocupado de calcular la masa de la esfera (el propio problema habla de masa despreciable). Sin embargo, creo que para calcular la aceleración que actúa sobre el cuerpo, necesitarás la masa del mismo. La densidad del aire es aprox. 1,2 kg/m3.
Saludos.

[carroza]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Empuje = peso del agua que desaloja.
Desaloja 1 m3 de H2O = 1000 kg de agua; estos 1000 kg de agua pesan 1000.g (9800 N), ya que peso =m.g
Otra cosa: al hacer el sumatorio de fuerzas sobre el cuerpo (empuje - gravedad) quizás desprecies la gravedad, por lo que no te hayas preocupado de calcular la masa de la esfera (el propio problema habla de masa despreciable). Sin embargo, creo que para calcular la aceleración que actúa sobre el cuerpo, necesitarás la masa del mismo. La densidad del aire es aprox. 1,2 kg/m3.
Saludos.

Si se aplica esto, se llega a la conclusión de que las burbujas de aire se mueven con una aceleración que es unas mil veces la aceleración de la gravedad.

Ese resultado no es correcto, ya que hay que considerar la inercia, no sólo de la burbuja, sino del agua que ocupa el espacio desalojado.

Creo que algo parecido se discutió en el foro anteriormente.

[Sherlock]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Si se aplica esto, se llega a la conclusión de que las burbujas de aire se mueven con una aceleración que es unas mil veces la aceleración de la gravedad.

Ese resultado no es correcto, ya que hay que considerar la inercia, no sólo de la burbuja, sino del agua que ocupa el espacio desalojado.

Creo que algo parecido se discutió en el foro anteriormente.

Efectivamente se obtiene una aceleración descomunal. ¿Te importa explicar cómo se resolvería el problema teniendo en cuenta lo que has indicado? Muchas gracias. Saludos.

[carroza]

Re: Flotacion cuerpo sumergido en agua

Hola.

Puede resultarte util la discusión en:

http://forum.lawebdefisica.com/showt...hlight=burbuja