COLEGIO MARÍA AUXILIADORA – 4º PERÍODO - GRADO: 8°

COLEGIO MARÍA AUXILIADORA
TALLER - FÍSICA – 4º PERÍODO - GRADO: 8°
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido
en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que
desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en Newton (en
el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
E = m*g = df *g*V
Donde E es el empuje , df es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo
sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el
empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El
empuje E actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por
el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
Cuerpos sumergidos
Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia abajo y el empuje que es
vertical pero hacia arriba.
Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, que es igual a su peso dividido
por su volumen.
Entonces, se pueden producir tres casos:
1. Si el peso es mayor que el empuje (P > E), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso específico del cuerpo es
mayor al del líquido.
2. Si el peso es igual que el empuje (P = E), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso específico del cuerpo
es igual al del líquido.
3. Si el peso es menor que el empuje (P < E), el cuerpo flota. El peso específico del cuerpo es menor al del
líquido.
Cuerpos sumergidos: tres casos.
El peso aparente de un objeto Pa es igual al peso del objeto P menos la fuerza de empuje E que recibe por
estar parcial o totalmente sumergido en un fluido: Pa = P – E
EJERCICIOS
1. Un cuerpo de 0,020 m3 de volumen se sumerge en alcohol, cuya densidad es 820 kg/m3. Calcule el
empuje que experimenta el cuerpo.
2. Un bloque metálico pesa 2000 N en el aire y experimenta un empuje de 400 N cuando se sumerge en
agua. ¿Cuál es el volumen y la densidad del metal?
3. Calcula la fuerza de empuje que actúa sobre un objeto sólido de hierro con un volumen de 0,3 m3
sumergido en agua.
4. Un bloque que pesa 20 N tiene un peso aparente de 16 N cuando está completamente sumergido en
agua. ¿Cuál es el volumen el cuerpo? ¿Cuál es la densidad de otro líquido en el cual el mismo bloque
flota con la mitad de su volumen sumergido?
5. ¿Cuánto pesará un cubo de acero de 2 m3 de volumen cuando está sumergido en agua?
6. Un cuerpo pesa en el aire 50 N y cuando se sumerge en agua pesa 30 N. Halla su volumen y su
densidad. (daire = 1,3 kg/m3; dagua = 1000 kg/m3)
7. Un esquimal se desplaza sobre un río montado en un bloque de hielo de 1 m3 de volumen, de manera
que la superficie de dicho bloque coincide con la del agua del río. ¿Cuál es el peso y la masa del
esquimal?
8. Un iceberg es un bloque de hielo de grandes dimensiones que flota en el agua de los océanos polares.
Determina qué porcentaje de un iceberg emerge sobre la superficie del mar y qué porcentaje
permanece sumergido.
(Datos: dhielo= 920 kg/m3; dmar= 1.028 kg/m3)
9. Un cubo de hierro de 64 cm3 de volumen flota sobre mercurio. Calcula el volumen de hierro que
emerge, suponiendo que el cubo está en posición horizontal.
(Datos: dFe= 7.870 kg/m3; dHg= 13.600 kg/m3)
10.Una bola de aluminio de 3 cm de radio, colgada del extremo de un dinamómetro, se introduce en agua.
¿Cuál es el empuje que experimenta la bola? ¿Qué peso señalaría el dinamómetro al sumergir la
bola? Responde a las preguntas anteriores en el caso de que la bola se introdujera en alcohol.
(Datos: d agua= 1.000 kg/m3; d alcohol= 780 kg/m3 ; d Al= 2.700 kg/m3)