una bola de acero de 5 cm de radio se sumerge en agua calcula el empuje que sufre y la fuerza resultante (densidad del plomo=7,9 g/cm3)
Respuestas a la pregunta
Para calcular el empuje resultante, recuerda que Empuje = “peso del volumen de agua desalojada”. Por lo tanto, necesitamos saber la masa del agua desalojada, para lo que a su vez debemos calcular el volumen de la bola y saber la densidad del agua (1000g/l).
Volumen de la bola ←→ el volumen de una esfera es:
V = 4/3πr³ = 4/3π (0,05)³ = 5,23·10-4 m³ = 0,524 litros
Como densidad = masa / volumen
1 = m/0,524
m = 0,524 Kg
Sabiendo la masa, calculamos el peso del agua desalojada (es decir, el empuje)
E = m·g = 0,524·9,8 = 5,14 N
Vamos con la fuerza resultante.
Aquí actúan dos fuerzas: el empuje del agua hacia arriba y el peso de la bola hacia abajo. Nos queda calcular este último:
Densidad del plomo = 7,9 g/cm3 = 7900 Kg/m3
Masa de la bola = D_plomo·V_bola = 7900·5,23·10-4 = 4,132 Kg
w = m·g = 4,132·9,8 = 40,49
La resultante es
F = w – E = 40,49 – 5,14 = 35,35 N