Question

Un trozo de hielo de 15 cm3 flota en agua ¿Qué volumen del trozo de hielo estará sobre la superficie del agua?¿Cual es el empuje que experimenta?

Answer 1

Sobre la superficie de agua quedan 1,245 centímetros cúbicos de hielo, y el empuje que experimenta el cubo es de 0,135 N.

¿Qué parte del trozo de hielo está emergida?

La densidad del hielo de agua es de 917 kg por metro cúbico, por lo que flotará en el agua cuya densidad es de $1000\frac{kg}{m^3}$. Aplicando el principio de Arquímedes, siendo Va el volumen de agua desplazado y Vh el volumen del cubo de hielo, tenemos:

$\delta_a.V_a.g=\delta_h.V_h.g\\\\V_a=V_h\frac{\delta_h}{\delta_a}=15cm^3\frac{917\frac{kg}{m^3}}{1000\frac{kg}{m^3}}=13,755cm^3$

Siendo este el volumen de hielo sumergido, entonces, el volumen que emerge de la superficie es:

$V_E=15cm^3-13,755cm^3=1,245cm^3$

¿Cuál es el empuje recibido por el cubo de hielo?

Como el cubo de hielo está flotando en el agua, el empuje que recibe es igual a su peso, por lo que la magnitud de esta fuerza de empuje es:

$E=P=mg=\delta_h.V.g=917\frac{kg}{m^3}.1,5\times 10^{-5}m^3.9,81\frac{m}{s^2}=0,135N$

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