❤️👍👉PRINCIPIO de ARQUÍMEDES. HOY CONOCERÁS TODOS LOS DETALLES [3ra PARTE/TODO 👉 MECÁNICA FLUIDOS]
Summary
TLDREl script ofrece una explicación detallada del principio de Arquímedes, fundamental para entender el comportamiento de los cuerpos en el agua u otros líquidos. Se discuten casos de empuje o fuerza de flotación en objetos sumergidos, destacando que esta fuerza es igual al peso del líquido desplazado. Se comparan diferentes situaciones, como esferas de diferente material y forma en agua y mercurio, para ilustrar cómo varía el empuje según la densidad del líquido. El video es una herramienta educativa para aprender conceptos de mecánica de fluidos y estática de fluidos.
Takeaways
- 😀 El principio de Arquímedes es fundamental para entender el comportamiento de los cuerpos en fluidos y su capacidad para flotar o hundirse.
- 🔍 La densidad de un cuerpo y el fluido determina si el cuerpo flotará o se hundirá; si la densidad del cuerpo es menor que la del fluido, flotará.
- 🌡️ La densidad del agua es 1 gramo por centímetro cúbico, y es un punto de referencia para comparar con la densidad de otros materiales.
- 📏 El volumen desplazado por un cuerpo sumergido es el que determina la fuerza de flotación, no el volumen del cuerpo en sí.
- 💧 La fuerza de flotación, o empuje, es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo sumergido.
- 🧩 La forma del cuerpo no afecta la fuerza de flotación; es el volumen del fluido desplazado lo que importa.
- 🌀 La fuerza de flotación es independiente de la densidad del material del cuerpo; depende únicamente de la densidad del fluido y el volumen desplazado.
- 📉 El aumento de presión con la profundidad en un fluido es la causa de la fuerza de flotación que actúa hacia arriba en un cuerpo sumergido.
- 🪢 El peso aparente de un cuerpo en un fluido es el peso real del cuerpo menos la fuerza de flotación que actúa sobre él.
- 📚 La comprensión de estos conceptos es crucial para resolver problemas de mecánica de fluidos y estática de fluidos.
Q & A
¿En qué casos la fuerza de empuje será mayor o menor?
-La fuerza de empuje será igual en los casos donde los objetos desplazan el mismo volumen de líquido, independientemente de la profundidad o material. Será diferente cuando el volumen desplazado varíe o la densidad del líquido sea distinta.
¿La fuerza de empuje cambia con la profundidad del objeto sumergido?
-No, la fuerza de empuje no cambia con la profundidad del objeto sumergido. Depende únicamente del volumen de líquido desplazado y la densidad del líquido.
¿Cómo se relaciona la densidad del cuerpo con su capacidad para flotar o hundirse?
-Un cuerpo flota si su densidad es menor que la del líquido en el que está sumergido y se hunde si su densidad es mayor.
¿Qué sucede cuando colocamos un cuerpo de madera sobre el agua?
-La madera flotará sobre el agua porque su densidad es menor que la densidad del agua.
¿Qué ocurre con un objeto de hierro cuando se coloca en agua?
-El objeto de hierro se hundirá porque su densidad es mayor que la densidad del agua.
¿Qué demuestra el principio de Arquímedes sobre el empuje?
-El principio de Arquímedes demuestra que el empuje es igual al peso del líquido desplazado por el objeto sumergido.
¿Qué es la fuerza de empuje o flotación?
-La fuerza de empuje o flotación es la fuerza que empuja un objeto hacia arriba cuando está sumergido en un líquido, y es igual al peso del líquido desplazado.
¿Cómo afecta la forma del objeto sumergido a la fuerza de empuje?
-La forma del objeto no afecta la fuerza de empuje si el volumen desplazado es el mismo. Sin embargo, si la forma cambia el volumen desplazado, entonces la fuerza de empuje será diferente.
¿Qué diferencia hay entre el peso real y el peso aparente de un objeto sumergido en un líquido?
-El peso real es el peso del objeto en el aire, mientras que el peso aparente es el peso del objeto cuando está sumergido en un líquido, que será menor debido a la fuerza de empuje hacia arriba.
¿Cómo se calcula la fuerza de empuje utilizando la fórmula de Arquímedes?
-La fuerza de empuje se calcula como el producto de la densidad del líquido, el volumen del líquido desplazado y la gravedad (F = ρ * V * g).
¿Qué ocurre cuando un cuerpo se sumerge en un líquido y desplaza cierto volumen de agua?
-Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido y desplaza cierto volumen de agua, aparece una fuerza de empuje hacia arriba igual al peso del líquido desplazado.
¿Cómo afecta la densidad del líquido a la fuerza de empuje?
-La fuerza de empuje es mayor si la densidad del líquido es mayor, ya que la fórmula de empuje incluye la densidad del líquido.
¿La fuerza de empuje depende de la densidad del material del objeto sumergido?
-No, la fuerza de empuje no depende de la densidad del material del objeto, sino de la densidad del líquido y el volumen desplazado.
¿Cómo se comporta la fuerza de empuje cuando un objeto se encuentra completamente sumergido?
-Cuando un objeto está completamente sumergido, la fuerza de empuje es igual al peso del volumen total de líquido desplazado por el objeto.
¿Qué sucede cuando se coloca una esfera a diferente profundidad en un líquido?
-La fuerza de empuje será la misma si la esfera está completamente sumergida, independientemente de la profundidad.
Outlines
🤔 Análisis de la fuerza de empuje y flotación
El primer párrafo presenta cuatro casos de objetos sumergidos y explora cómo la fuerza de empuje o flotación varía en función de la profundidad, el material, la forma y la sustancia del líquido. Se destaca la importancia de comprender el principio de Arquímedes para resolver problemas de mecánica de fluidos y se invita al espectador a seguir el canal para obtener más información.
📚 Principio de Arquímedes y densidad
Este párrafo explica el principio de Arquímedes y cómo la densidad de un objeto y un líquido determinan si el objeto flota o se hunde. Se mencionan ejemplos de densidades de madera, hierro y hielo, y se describe cómo la densidad del agua afecta si un objeto flota o no. Además, se introduce la relación entre el volumen de un objeto y el peso que se puede calcular a partir de su densidad.
💧 Fuerza de empuje y su relación con el volumen de agua desplazada
Se profundiza en cómo el volumen de agua desplazado afecta la fuerza de empuje o flotación. Se ilustra que la fuerza de empuje aumenta a medida que un objeto se sumerge más en el agua, y se describe cómo la fuerza de empuje es igual al peso del agua derramada. Se enfatiza la importancia de entender que el empuje es el resultado del peso del líquido desplazado y no del objeto mismo.
🔄 Equilibrio de fuerzas y la fórmula del empuje
Este segmento discute cómo un objeto en el agua alcanza un equilibrio donde las fuerzas合計重为零. Se presenta la fórmula del empuje como la densidad del líquido multiplicado por el volumen desplazado y la gravedad. Se acentúa que el empuje es igual al peso del objeto, lo cual es una simplificación de la ecuación de equilibrio de fuerzas.
📉 Peso real, aparente y la fórmula del empuje
Se explora la diferencia entre el peso real y el peso aparente de un objeto, y cómo estos conceptos están relacionados con la fuerza de empuje. Se proporciona una fórmula para calcular el peso aparente en un líquido y se explica cómo el empuje es igual al peso real del objeto menos el peso aparente. Además, se presentan ejemplos para ilustrar cómo la fuerza de flotación actúa en diferentes situaciones.
🧲 Ejemplos de empuje y su cálculo
En este párrafo, se analizan ejemplos específicos para ilustrar cómo se calcula la fuerza de empuje en diferentes situaciones. Se comparan objetos de diferentes materiales y formas sumergidos en distintos líquidos, y se muestra que la densidad del líquido es la clave en el cálculo del empuje, no la densidad del objeto. Se enfatiza la importancia de entender que la fuerza de empuje depende del volumen del líquido desplazado y de la densidad del líquido.
🔄 Conclusión y aplicación del principio de Arquímedes
El último párrafo resume el contenido del video y enfatiza la importancia de comprender el principio de Arquímedes para resolver ejercicios relacionados con la mecánica de fluidos. Se invita al espectador a suscribirse al canal para obtener más información y se animan a compartir el contenido con otros. Además, se ofrecen ejemplos adicionales para reforzar la comprensión del cálculo del empuje y se alienta al aprendizaje continuo.
Mindmap
Keywords
💡Fuerza de empuje
💡Principio de Arquímedes
💡Densidad
💡Volumen desplazado
💡Peso
💡Flotación
💡Sumersión
💡Equilibrio
💡Peso real y aparente
💡Presión
Highlights
El empuje o fuerza de flotación es igual a la fuerza del agua derramada y es independiente de la profundidad a la que esté sumergido el objeto.
La densidad del objeto y la densidad del líquido determinan si un objeto flota o se hunde; flota si su densidad es menor y se hunde si es mayor.
El peso de un objeto se calcula como su densidad multiplicada por su volumen y la gravedad.
El principio de Arquímedes establece que el empuje es igual al peso del líquido desplazado por el objeto.
El volumen del líquido desplazado, no el volumen del objeto, es la clave para calcular la fuerza de flotación.
El peso aparente del objeto en el líquido es el peso real menos la fuerza de flotación.
La fuerza de flotación es un vector con dirección vertical hacia arriba y módulo igual a la densidad del líquido por el volumen desplazado.
La presión ejercida por el líquido es la causa de la fuerza de flotación.
El empuje en objetos sumergidos a diferentes profundidades pero con el mismo volumen desplazado es igual.
La densidad del material del objeto no afecta la fuerza de flotación; es la densidad del líquido lo que importa.
El volumen desplazado es crucial para calcular el empuje, no el volumen del objeto en sí.
Cuando el objeto está completamente sumergido, el volumen desplazado es igual al volumen del objeto.
El peso real del objeto es diferente al peso aparente cuando está sumergido debido a la fuerza de flotación.
La fuerza de flotación es independiente de la forma del objeto, dependiendo únicamente del volumen del líquido desplazado.
El empuje o fuerza de flotación es igual para objetos del mismo material y masa, independientemente de su forma.
La densidad del líquido es fundamental para calcular la fuerza de flotación, no la densidad del objeto.
El cambio de densidad del líquido, como de agua a mercurio, resulta en un cambio en la fuerza de flotación.
Transcripts
00:00ahora observa estos cuatro casos en
00:02cuáles de estos casos el empuje o fuerza
00:05de flotación será mayor o será igual o
00:07será menor por ejemplo en el caso a
00:09donde visualizamos dos esferas iguales
00:12pero a diferente profundidad será que la
00:15fuerza de empuje en el caso 1 será
00:17diferente a la fuerza de empuje en el
00:19caso 2 o en el segundo caso dos esferas
00:22a la misma profundidad pero de diferente
00:25material será que en este caso las
00:27fuerzas de empuje serán iguales o
00:29diferentes o como en el tercer caso
00:32donde visualizamos dos cuerpos a la
00:35misma profundidad del mismo material
00:37pero de diferente forma el primero es un
00:40cubo y el segundo es una esfera será que
00:42en este caso las fuerzas de flotación
00:44serán iguales o diferentes y por último
00:46un caso semejante a la anterior pero lo
00:49que ha variado es la sustancia en el
00:51primero se tiene mercurio y en el
00:53segundo se tiene agua será que en este
00:55último caso las fuerzas de flotación
00:57serán iguales o diferentes quieres
01:00saberlo quédate acá en este vídeo para
01:02que domines completamente el principio
01:04de arquímedes y veas las redes pues
01:06a estos interesantes ejemplos y no te
01:09pierdas de nuestro próximo vídeo donde
01:11estaremos resolviendo el ejercicio que
01:13se muestra en pantalla y al final del
01:15enunciado se visualiza la respuesta
01:17intentar resolverlo práctica un poco al
01:20principio de arquímedes que aprenderás
01:22en este vídeo y recuerda estar pendiente
01:24de nuestro próximo vídeo donde verás la
01:26resolución de este interesante ejercicio
01:30bienvenidos a la mejor asesoría
01:33educativa en este canal todos los vídeos
01:35son públicos y totalmente gratuitos
01:38además todos los vídeos están
01:40completamente desarrollados adelante
01:43aquí siempre tienes las puertas abiertas
01:45aquí en la mejor asesoría educativa solo
01:48te pedimos tres cosas para tu beneficio
01:50la primera es que te suscribas así nos
01:54ayudan a crecer y a llegar a más
01:56personas para ayudarlas la segunda es
01:59que compartas este material así ayudas a
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02:06pero como a través de una donación en el
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02:16donación acá te dejo mi correo en
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02:21matt arroba gmail.com
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02:29muchas gracias porque por ti este canal
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02:35vez a más y más personas
02:38en esta oportunidad dominadas para
02:40siempre el principio de arquímedes ley
02:43fundamental para poder resolver
02:45ejercicios en la rama de la mecánica de
02:47fluidos de nombre y estática de fluidos
02:50veamos en qué consiste el principio de
02:53arquímedes pero antes vamos a analizar
02:55un poco cuando un cuerpo flota cuando un
02:58objeto o cuerpo flota o se hunde observa
03:01lo siguiente imagina que tiene cierto
03:04cuerpo así como este que se visualiza
03:06acá y por supuesto dicho cuerpo tendrá
03:09cierto peso y estará hecho de cierto
03:12material y según sea el material tendrá
03:14cierta densidad por ejemplo si el cuerpo
03:17es de madera la densidad será la
03:19densidad de la madera si el cuerpo es de
03:21hierro será la densidad del hierro y así
03:23sucesivamente
03:24y también imaginemos que tenemos acá un
03:26recipiente lleno con agua por supuesto
03:29el agua tiene cierta densidad ahora bien
03:31cómo vamos a calcular el peso de los
03:33cuerpos bien sea que el cuerpo se
03:35encuentre en estado sólido o que el
03:36cuerpo se encuentre en estado líquido
03:38cómo vamos a calcular el peso de los
03:40cuerpos de la siguiente manera
03:42recordemos qué peso es igual a la masa
03:45por gravedad pero ojo la masa por lo
03:47general la vamos a relacionar con la
03:50densidad de la sustancia bien sea que se
03:52encuentre en estado sólido o que se
03:54encuentra en estado líquido
03:55recordemos que densidad no es más que
03:57masa / volumen y de esta fórmula es
03:59bastante sencillo despejar la masa
04:01evidentemente la masa es igual a la
04:03densidad por volumen y finalmente al
04:06sustituir la masa acá en la fórmula del
04:09peso se obtendrá que el peso de un
04:11cuerpo no es más que su densidad
04:14obsérvalo acá por su volumen por la
04:18gravedad excelente por ejemplo si
04:21nuestro cuerpo u objeto se encuentra en
04:23estado sólido como la madera o el hierro
04:25su peso será igual a la densidad del
04:28objeto si es madera asistencia de la
04:30madera y si el hierro densidad del
04:32hierro por el volumen del cuerpo por la
04:35gravedad pero si la sustancia se
04:37encuentra en estado líquido como el agua
04:39entonces su peso será igual a la
04:42densidad de ese líquido por ejemplo la
04:44densidad del agua por el volumen de agua
04:46que se tenga por la
04:49ahora bien quizás en este momento te
04:51preguntes pero porque estamos analizando
04:53los sólidos con esta fórmula y los
04:55líquidos con esta fórmula para poder
04:57responder a la pregunta de cuando un
05:00objeto o cuerpo flota o se hunde observa
05:03lo siguiente para saber si un cuerpo
05:05flota se hunde vamos a comparar la
05:07densidad del cuerpo o la densidad del
05:09objeto con la densidad del líquido como
05:12por ejemplo la densidad del agua
05:13recordemos que la densidad del agua en
05:15gramos sobre centímetros cúbicos vale 1
05:17observe si acá la densidad de la madera
05:19en promedio vale 0,3 gramos sobre
05:22centímetros cúbicos y la densidad del
05:24hierro en promedio es de 7,9 gramos
05:27sobre centímetros cúbicos
05:28ahora vamos a suponer que tenemos un
05:30pedazo de madera sobre el agua al
05:32comparar sus densidades nos encontramos
05:34con lo siguiente que la densidad de la
05:36madera es menor que la densidad del agua
05:39correcto por lo tanto podemos concluir
05:41que la madera flotará sobre el agua pero
05:44si ahora colocamos un pedazo de hierro
05:46sobre cierta cantidad de agua y
05:49comparamos sus densidades que podemos
05:51visualizar que evidentemente la esencia
05:53del hierro es mayor que la densidad del
05:55agua
05:56por lo tanto el hierro se hundirá y
05:58justamente esta es la razón por la cual
06:01cuando se coloca hielo sobre el agua
06:03éste flota porque observa la ciencia del
06:06hielo es de 0.9 mientras que la densidad
06:08del agua vale 1 evidentemente la
06:10densidad del hielo es menor que la
06:12densidad del agua por lo tanto el hielo
06:14flotar a sobre el agua ahora veamos un
06:16poco más de cerca esta relación de
06:18densidades entre los cuerpos y los
06:20líquidos para saber cuando los mismos
06:22flotan o se hunde imaginemos que tenemos
06:25cierto cuerpo y por supuesto tenemos un
06:28recipiente lleno con agua
06:30ahora bien imaginemos que colocamos un
06:31cuerpo cuya densidad es mayor que la del
06:34agua ya sabemos que cuando la densidad
06:36del cuerpo u objeto es mayor que la del
06:38líquido el cuerpo según de correcto por
06:41lo tanto este cuerpo quedará en el fondo
06:44del recipiente observa hacia acá
06:46apareciendo las siguientes fuerzas la
06:48fuerza normal que es la causada por el
06:50fondo del recipiente
06:51por supuesto el peso del objeto y una
06:54fuerza causada por la presión ejercida
06:56por el líquido que puede tomar dos
06:58nombres pero es la misma fuerza cuál es
07:01el primer nombre
07:02es empuje y el segundo nombre es fuerza
07:06de flotación tal como veremos más
07:09adelante el empuje o fuerza de flotación
07:11siempre tiene sentido hacia arriba
07:13genial continuemos ahora si colocamos el
07:16cuerpo de nuevo acá dentro del
07:18recipiente en esta posición tal que la
07:20densidad del cuerpo es menor que la
07:22densidad del líquido por ejemplo la
07:24densidad del agua ya sabemos que ese
07:26cuerpo flotar a por lo tanto quedará así
07:29parte del cuerpo quedará dentro del
07:32líquido y la otra parte del cuerpo
07:35quedará fuera del líquido y por supuesto
07:38aparecerán dos fuerzas una es el peso y
07:42la otra es el empuje o fuerza de
07:45flotación y finalmente si colocamos un
07:48cuerpo de nuevo dentro de nuestro
07:49recipiente pero tal que la densidad del
07:52cuerpo es igual a la densidad del
07:55líquido que sucederá qué crees que
07:58suceda muy bien que el cuerpo no flotará
08:01y tampoco se hundirá se quedará
08:04exactamente en esta
08:06posición finalmente vale destacar lo
08:09siguiente una vez que el cuerpo se ha
08:11hundido o está flotando o permanece
08:14totalmente sumergido dentro del agua tal
08:17como se visualiza acá en la última
08:18figura estos cuerpos en cualquiera de
08:21estas posiciones se encuentra en
08:23equilibrio que significa equilibrio que
08:25se encuentra en reposo es decir la
08:27sumatoria de fuerzas en el eje vertical
08:29es igual a cero excelente continuemos
08:33ahora en este momento te pido que pongas
08:36muchas pero mucha atención vamos a tomar
08:38un objeto o cuerpo y un recipiente
08:40llenos totalmente con agua qué sucede
08:43cuando el cuerpo se sumerge de tal forma
08:45que parte del mismo queda dentro del
08:48líquido bueno que se derramará por acá
08:50cierta cantidad de agua y la misma la
08:53hemos tomado en esta vasija pero qué
08:55sucederá si el cuerpo se sumerge aún más
08:57tal como se visualiza acá en esta
08:59segunda figura ahora el cuerpo está
09:01sumergido aproximadamente en su 60%
09:05bueno lo que sucederá es que se
09:06derramará más agua por supuesto es decir
09:09la cantidad del agua dentro de la vasija
09:11aumentará y finalmente sí
09:13se encuentra totalmente sumergido dentro
09:16del agua que sucederá que por supuesto
09:19el agua se continuará derramando
09:21aumentando la cantidad de agua dentro de
09:23la vasija y esto lo hemos experimentado
09:25si por ejemplo cuando tomas la ducha
09:28dentro de una bañera habrás notado que
09:30cuando entras a la bañera el agua bien
09:32sea se derrama o aumenta de nivel como
09:35por ejemplo este caso obsérvese que
09:37ahora el recipiente está diseñado de tal
09:39forma que no se puede derramar agua del
09:41mismo cuando el objeto se encuentra
09:43sumergido cierto porcentaje aumentará a
09:46cierto nivel la cantidad de líquido
09:48correcto pero si se sumerge aún más
09:51ahora el nivel también aumentará y
09:54finalmente si el mismo es sumergido
09:56totalmente dentro del agua el nivel del
09:59agua aumentará al máximo es decir los
10:02niveles de agua son tales que x que es
10:06el primer nivel es menor que el segundo
10:08nivel que es y es menor que el último
10:10nivel que se está donde el cuerpo se
10:12encuentra totalmente sumergido en el
10:14líquido que en este caso es el agua
10:17ahora bien porque estamos visualizando
10:18estas dos
10:19por lo siguiente te pido especial
10:22atención ya sabemos que cuando un cuerpo
10:24se sumerge en un líquido aparece una
10:26fuerza de empuje correcto o fuerza de
10:29flotación o se ve se acá obsérvese acá y
10:33obsérvese acá que logras notar que a
10:36medida que el cuerpo se sumerge el
10:38empuje es mayor y arquímedes logró
10:41demostrar que la magnitud del empuje es
10:45decir el valor de la fuerza con que el
10:48cuerpo es empujado hacia arriba es
10:50exactamente igual al peso del agua
10:53derramada y que hemos recogido en la
10:56vasija si tomas esta vasija cualquiera
10:59de ellas por ejemplo esta o la última y
11:02las pesas su peso es exactamente igual a
11:06la fuerza de empuje y por tal razón
11:08podemos escribir lo siguiente el empuje
11:11que recibe un cuerpo sumergido en un
11:13líquido siempre es igual al peso del
11:15líquido derramado y quizás en este
11:18momento te preguntes pero si el líquido
11:20no se ha derramado entonces cuánto vale
11:22el empuje observa si el líquido no se ha
11:25derramado pero
11:26aumentado su nivel el empuje es igual al
11:29peso del líquido desplazado y cuál es el
11:34líquido desplazado obsérvese acá en la
11:36primera situación el líquido desplazado
11:38es este este que se encuentra destacado
11:40en azul oscuro en la segunda situación
11:43el líquido ha desplazado ahora es mayor
11:45mira es este y finalmente cuando el
11:48cuerpo se encuentra totalmente sumergido
11:50el líquido desplazado ahora que este si
11:53tomas este líquido desplazado y lo pesas
11:56obtendrás exactamente el valor de la
11:58fuerza de empuje esto es lo que
12:00descubrió arquímedes al realizar estas
12:03observaciones acá en la parte izquierda
12:05de la pantalla tenemos un resumen de
12:07ambas situaciones de cuando el agua se
12:09derrama o cuando el agua es desplazada
12:13debido a que un cuerpo se sumerge en la
12:15misma y tal como ya hemos dicho la
12:18fuerza de empuje o la fuerza de
12:20flotación es igual son sinónimas tienen
12:23como valor el peso del líquido bien se
12:25ha derramado
12:28desplazado observa ambas situaciones si
12:31se toma el líquido derramado en la
12:32vasija este líquido tendrá por supuesto
12:35cierto peso correcto y si tomamos el
12:37líquido desplazado cuando el cuerpo fue
12:40sumergido en esta porción de líquido por
12:42supuesto también tendrá cierto peso el
12:45cual hemos denotado como wb su de peso
12:48del líquido derramado o peso del líquido
12:50desplazado y tal como ya te mencioné
12:53para calcular el peso vamos a utilizar
12:55esta fórmula recuerda que esta parte de
12:58la fórmula de densidad por volumen es
13:00masa porque claro el peso es igual a la
13:02masa por gravedad pero ojo mucho cuidado
13:06como estamos pensando el líquido el peso
13:08de este líquido será igual a la densidad
13:10del líquido por ejemplo la densidad del
13:13agua por el volumen de agua desplazado o
13:17derramado tal como se visualiza en esta
13:20figura y en esta figura multiplicado por
13:22supuesto por la gravedad en resumen el
13:26empuje es igual al peso del líquido
13:28derramado o desplazado el cual ya
13:31sabemos que se calcula con esta fórmula
13:33y justamente
13:34es la fórmula que estaremos utilizando
13:36para resolver los diferentes ejercicios
13:39el empuje o fuerza de flotación siempre
13:42es igual a la densidad del líquido ojo
13:45del líquido por ejemplo del agua por el
13:48volumen desplazado o el volumen
13:51derramado no el volumen del objeto mucho
13:54cuidado hago hincapié ya que este es uno
13:57de los errores que suele cometer el
13:58estudiante cuando está comenzando a
14:00resolver este tipo de problemas este
14:02volumen que está acá en la fórmula del
14:05empuje o fuerza de flotación es el
14:07volumen del líquido que se desplazó o el
14:09volumen del líquido que se derramó no es
14:12el volumen del cuerpo ojos repito no es
14:15el volumen del cuerpo y por supuesto
14:18multiplicado por la gravedad genial
14:21continuemos ya sabemos que nuestro
14:23cuerpo este que está acá se encuentra en
14:26equilibrio y que significa que se
14:27encuentra en equilibrio que la sumatoria
14:29de fuerzas en el eje y que es el eje que
14:32se suele tomar como vertical es igual a
14:340 y que fuerzas logran visualizar acá
14:36bueno el empuje con sentido hacia arriba
14:38por lo tanto la vamos a tomar positiva
14:41empuje menos el peso porque el peso
14:43siempre tiene sentido hacia abajo y de
14:46esta sencilla ecuación es fácil
14:48visualizar que la fuerza de empuje o
14:50fuerza de flotación es igual al peso del
14:52objeto ahora te pido de nuevo especial
14:55atención el peso del objeto ya sabemos
14:58que se puede calcular con esta fórmula
15:00mira la masa por gravedad pero en los
15:03ejercicios esta masa se suele calcular
15:05en función de la densidad recuerda que
15:07masa es densidad por volumen y ojo voy a
15:11hacer hincapié ya que es muy importante
15:13el peso del objeto es igual a la
15:17densidad del objeto del cuerpo por
15:20ejemplo la densidad de la madera la
15:21densidad del hierro etcétera por el
15:23volumen del cuerpo esto es muy
15:25importante ya este volumen no es el
15:27volumen desplazado de líquido no este es
15:30el volumen del cuerpo por ejemplo si el
15:32cuerpo es cúbico será el volumen de un
15:34cubo si el cuerpo tiene forma de esfera
15:36será el volumen de una esfera y por
15:38supuesto multiplicado por la gravedad
15:41cuando igualamos el empuje con el peso
15:43del cuerpo caemos en la cuenta que la
15:45gravedad se puede
15:46simplificar obteniéndose esta relación
15:50que usualmente estaremos utilizando
15:51cuando estemos resolviendo los
15:54ejercicios la densidad del líquido por
15:57ejemplo la del agua multiplicado por el
15:59volumen desplazado ojo el volumen
16:02derramado o desplazado por ejemplo el
16:05volumen de agua que se ha derramado es
16:07exactamente igual a la densidad del
16:10objeto por la densidad del cuerpo
16:11multiplicado por el volumen del objeto o
16:14por el volumen del cuerpo muy bien
16:16continuemos ahora fijemos las siguientes
16:19ideas porque el hecho de comprender lo
16:21que a continuación te voy a mencionar
16:22marcará la diferencia para que puedas
16:24resolver los ejercicios sin ningún tipo
16:27de dificultad cuando se nos da un cuerpo
16:29el cuerpo tendrá por ejemplo cierta área
16:32en su base y cierta altura correcto por
16:35lo tanto el volumen de ese cuerpo
16:36simplemente será el área de la base del
16:39cuerpo por la altura del cuerpo y
16:41justamente este volumen es el que se
16:43debe sustituir acá para calcular el peso
16:46del cuerpo o el peso del objeto el peso
16:48del objeto será la densidad del objeto o
16:51la densidad del cuerpo por el volumen
16:52del cuerpo por la gravedad y siempre
16:55recuerda para calcular el peso del
16:57cuerpo se utiliza la densidad del cuerpo
16:59la densidad de la madera la densidad del
17:02hierro la densidad del cobre etcétera y
17:04para calcular besos se es decir el
17:06volumen del cuerpo se tome en cuenta la
17:08forma de ese cuerpo si el cuerpo es un
17:11cubo si el cuerpo es una esfera etcétera
17:13y por otro lado se tiene la fuerza de
17:16empuje fórmula muy pero muy importante y
17:19ojo la fuerza de empuje siempre está
17:21relacionada con el líquido siempre
17:24recuérdalo el empuje o fuerza de
17:25flotación se relaciones con el líquido
17:28por lo tanto será igual a la densidad
17:31del líquido por ejemplo la densidad del
17:33agua por el volumen desplazado o
17:35derramado por la gravedad por lo tanto
17:39la densidad que se utiliza en la fórmula
17:41del empuje o fuerza de flotación es la
17:43densidad del líquido por ejemplo el agua
17:46y el volumen ojo mucho cuidado y el
17:49volumen que se coloca acá en la fórmula
17:52del empuje es el volumen del líquido
17:54derramado
17:56plaza do ojo mucho cuidado acá en este
18:00volumen que va en la fórmula del empuje
18:02o fuerza de flotación no es el volumen
18:05del cuerpo ojo no es el volumen del
18:09cuerpo o el volumen es el volumen del
18:11líquido derramado o el volumen del
18:14líquido desplazado por ejemplo si
18:16nuestro recipiente tiene en el fondo
18:18cierta área imagina que acá hay cierta
18:20área que sería esta misma acá en esta
18:23porción del líquido y si el líquido ha
18:24desplazado tiene cierta altura que en
18:27este caso es que visualiza la figura acá
18:30se visualiza la altura del líquido
18:31desplazado entonces el volumen del
18:34líquido desplazado será igual al área
18:36del recipiente por el nivel del agua que
18:38aumentó el líquido genial en algunos
18:41ejercicios se nos hablará de un peso
18:44real y de un peso
18:46aparente qué significa esto el peso real
18:50está relacionado con el peso del objeto
18:52en el aire simplemente cuando tomas un
18:54cuerpo y lo coloca sobre una balanza
18:56para conocer su peso pero ojo el peso
18:58del cuerpo en el aire no es igual al
19:01peso del cuerpo cuando está sumergido
19:03dentro de un líquido porque porque
19:05aparece una fuerza de empuje hacia
19:07arriba que contrarrestara el peso del
19:10objeto surgiendo así un peso aparente
19:14por ejemplo si tú tienes en tus manos un
19:16objeto en el aire sentirás que el mismo
19:18tiene cierto peso pero si estás dentro
19:20de una piscina y sumerges tus manos con
19:22el cuerpo apreciará claramente que el
19:25peso del cuerpo ya no es el mismo de
19:27hecho será más liviano y como vamos a
19:30relacionar el peso real o el peso en el
19:31aire con el peso aparente o el peso del
19:34cuerpo en un líquido de la siguiente
19:36manera con esta fórmula obsérvese acá la
19:39fuerza de empuje o la fuerza de
19:41flotación que esta misma fuerza que
19:43aparece acá debida a la presión ejercida
19:45por el líquido siempre es igual al peso
19:48real del objeto o del cuerpo
19:50- el peso aparente del cuerpo o del
19:53objeto y esta fórmula también se puede
19:55escribir así la fuerza de flotación o
19:57empuje no es más que el peso del cuerpo
19:59en el aire menos el peso del cuerpo en
20:01el líquido y en este momento quizás te
20:03preguntes pero cuál es la utilidad de
20:05esta fórmula la utilidad de esta fórmula
20:08es que puedes conocer el
20:09con la fórmula que ya te di
20:11anteriormente con esta que está acá
20:12mírala con esta que está acá
20:15el empuje es igual a la densidad del
20:17líquido por el volumen desplazado por la
20:19gravedad y como usualmente se conoce el
20:22peso del cuerpo en el aire de esta
20:24ecuación es sencillo despejar el peso
20:26del cuerpo en el líquido o el peso
20:28aparente el peso del cuerpo en el
20:30líquido o el peso aparente será igual a
20:33el peso en el aire menos la fuerza de
20:37flotación o empuje simplemente se ha
20:40despejado de esta ecuación el peso
20:42aparente del cuerpo excelente
20:45ahora para que domines completamente
20:47este principio y no tengas ninguna
20:48dificultad a la hora de resolver
20:50ejercicios vamos a cerrar este vídeo con
20:52las siguientes ideas observa la fuerza
20:55que empuja el cuerpo hacia arriba por
20:57supuesto es un vector porque toda fuerza
20:59es una magnitud vectorial que tomada por
21:02nombre empuje o fuerza de flotación y
21:05justamente como es un vector pues debe
21:08tener módulo dirección y sentido como se
21:11conoce el módulo o tamaño de un vector
21:12en física se conoce como máquina
21:15así se conoce correcto y se puede
21:17escribir de dos maneras bien con barras
21:20o colocando simplemente la letra de la
21:22fuerza sin una flecha en la parte
21:25superior y como calculamos la magnitud
21:26tamaño o módulo del vector fuerza de
21:29flotación con esta fórmula correcto como
21:33la densidad del líquido por el volumen
21:35desplazado por la gravedad y cuál es la
21:37dirección de ese vector bueno la
21:39dirección de ese vector siempre es
21:40vertical siempre nunca es horizontal ni
21:44oblicua y cuál es el sentido de ese
21:47vector el sentido siempre hacia arriba
21:49nunca es hacia abajo y cuál es la causa
21:53de esa fuerza de flotación bueno la
21:55causa de esa fuerza de flotación es
21:57debida al aumento de presión y porque
21:59aumenta la presión porque ya vimos del
22:01principio de pascal que según la
22:03profundidad con que se encuentre un
22:04cuerpo existirá cierta presión y repito
22:07justamente la presión ejercida por el
22:09líquido es la causa de que exista una
22:13fuerza de flotación o empuje y ahora
22:15visualiza estos sencillos ejemplos mira
22:18la primera figura te explico en qué
22:20consiste se trata
22:21una esfera idéntica del mismo material
22:23del mismo tamaño la única diferencia es
22:25que acá en el caso 1 la esfera se
22:28encuentra a cierta profundidad pero acá
22:30en el caso 2 la esfera se encuentra a
22:33mayor profundidad si te pregunto cómo es
22:36la fuerza de empuje en el primer caso
22:37con respecto a la fuerza de empuje en el
22:39segundo caso será que esta fuerza de
22:41empuje en el segundo caso es mayor
22:43porque se encuentra mayor profundidad
22:45qué opinás muy bien vamos a recurrir a
22:48la fórmula del empuje visualiza la acá
22:51que nos dice la fórmula del empuje que
22:53ésta es igual a la densidad del líquido
22:55por ejemplo la densidad del agua por el
22:57volumen de agua desplazado por la esfera
22:58por la gravedad si visualizamos el caso
23:021 y el caso 2 caemos en la cuenta que
23:04como la esfera está completamente
23:05sumergida el volumen de agua que
23:07desplaza a esta esfera es exactamente
23:10igual al volumen de agua que desplaza
23:12esta otra esfera porque repito las
23:14mismas son idénticas y están
23:15completamente sumergidas por lo tanto
23:18ojo con mucha atención por lo tanto la
23:21fuerza de empuje en el caso 1 es
23:23exactamente igual a la fuerza de empuje
23:25en el caso 2
23:27cuidado con este detalle a veces en las
23:29evaluaciones o pruebas se les coloca
23:31esta sencilla pregunta a mayor
23:33profundidad la fuerza de empuje aumenta
23:35no para nada la fuerza de empuje
23:38continúa siendo la misma en cambio
23:41cuando visualizamos el tercer caso
23:42miralo acá este tercer caso caemos en la
23:45cuenta que solamente la mitad de la
23:47esfera es la que está sumergida correcto
23:49justamente la mitad por lo tanto el
23:52volumen desplazado en el tercer caso
23:54sería exactamente el volumen de la mitad
23:57de la esfera porque repito solamente la
23:59mitad de la esfera es la que está
24:00sumergida por lo tanto el empuje acá en
24:04el caso 3 es totalmente diferente del
24:08empuje en el caso 2 y del empuje en el
24:10caso 1 y repito porque porque el empuje
24:12en el caso 3 es distinto porque el
24:14objeto en el caso 3 no se encuentra
24:18totalmente sumergido genial avancemos al
24:21siguiente sencillo ejemplo ahora acá se
24:24tienen dos esferas totalmente sumergidas
24:27ambas son del mismo tamaño tienen radio
24:29dos centímetros se encuentran
24:31exactamente a la misma profundidad pero
24:33la
24:33a diferencia ojo es que la primera es de
24:36aluminio y la segunda es de hierro como
24:39será la fuerza de empuje en estos dos
24:41casos será diferente o será igual bueno
24:44vamos a recurrir de nuevo a la fórmula
24:46de de empuje o fuerza de flotación de
24:49que depende esta fuerza depende de la
24:51densidad del líquido por ejemplo la
24:53densidad del agua por el volumen
24:54desplazado pero como las dos esferas son
24:57del mismo tamaño el volumen de agua que
24:59desplaza esta esfera acá en el caso 1 es
25:01exactamente igual al mismo volumen que
25:03desplaza esta otra esfera porque ambas
25:05son repito del mismo tamaño tienen el
25:07mismo volumen y multiplicar dicho
25:09volumen por la gravedad se visualiza
25:12claramente que la fórmula de la fuerza
25:14de flotación o empuje no depende de la
25:17densidad del material verdad que no y
25:19como en este caso en ambos recipientes
25:20se encuentra el mismo líquido que es
25:22agua desplazan el mismo volumen porque
25:24son del mismo tamaño y por supuesto la
25:26gravedad de la misma podemos concluir
25:28sin lugar a dudas que el empuje en el
25:30caso 1 es exactamente igual al empuje en
25:32el caso 2 y vamos a añadir una idea más
25:35a este segundo ejemplo en caso que se
25:37necesite calcular el peso del aluminio
25:40sabemos que peso es igual a masa del
25:42aluminio por la gravedad y por supuesto
25:44la masa del aluminio se calcula así como
25:47la densidad del aluminio por el volumen
25:49del aluminio por la gravedad y lo mismo
25:52para el hierro el peso del hierro es
25:53igual la masa por gravedad lo que es lo
25:55mismo densidad del hierro por el volumen
25:57del hierro por la gravedad que logras
25:59visualizar que cuando vamos a calcular
26:00el peso del cuerpo si vamos a utilizar
26:03la densidad del material de dicho cuerpo
26:06pero ojo en la fórmula de la fuerza de
26:09flotación o empuje no se utiliza la
26:12densidad del cuerpo se utiliza la
26:14densidad del líquido mucho cuidado con
26:18este detalle ahora observa este tercer
26:20caso que logras visualizar
26:23bueno que tenemos dos cuerpos del mismo
26:25material ambos son de acero mira ambos
26:28son de acero ambos tienen la misma masa
26:32ojos tienen exactamente la misma masa
26:35pero cuál es la diferencia que el
26:37primero es un cubo y el segundo es una
26:41cómo será el empuje en el caso 1 con
26:43respecto al empuje en el caso 2 será el
26:45mismo o será diferente para saberlo
26:47vamos a recurrir a la fórmula del empuje
26:49o lo que es lo mismo a la fórmula de la
26:51fuerza de flotación ya sabemos que el
26:53empuje es igual a la densidad del
26:55líquido por el volumen desplazado por la
26:58gravedad en ambos recipientes se
27:00encuentra el mismo líquido tenemos la
27:01misma densidad por ejemplo el agua por
27:03supuesto la gravedad es exactamente la
27:06misma cuál será el volumen desplazado
27:08por esos objetos bueno vamos a recurrir
27:10a la fórmula de densidad ya sabemos qué
27:12densidad es más entre volumen si
27:15despejamos el volumen se obtiene que el
27:17volumen es igual a la masa entre la
27:18densidad del material en que están
27:21hechos los cuerpos ya sabemos que la
27:22masa de ambos cuerpos es la misma es de
27:242 kilogramos correcto y la densidad de
27:27ambos cuerpos también es la misma porque
27:30ambos cuerpos a pesar de tener
27:31diferentes figuras están hechos del
27:34mismo material por lo tanto como la masa
27:37es la misma porque ambos tienen dos
27:38kilogramos de masa y como la densidad es
27:41la misma porque ambos están hechos de
27:42acero podemos concluir sin lugar a dudas
27:45que el volumen del cubo
27:47exactamente igual al volumen de la
27:49esfera por lo tanto el volumen que
27:51desplazan ambos cuerpos debido a que se
27:54encuentran totalmente sumergidos es
27:56exactamente el mismo el volumen que
27:59desplaza el cubo es exactamente igual al
28:02volumen que desplaza la esfera tal como
28:05ya se demostró por lo tanto podemos
28:07concluir que la fuerza de flotación o
28:10empuje en ambos casos es exactamente la
28:14misma y ahora obsérvese este caso
28:16tenemos una situación semejante al caso
28:19ce pero la única diferencia es la
28:21sustancia ahora el primer recipiente
28:23está lleno de mercurio y el segundo
28:25recipiente está lleno de agua y por
28:27supuesto la densidad del mercurio la
28:31cual vale 13 mil 600 kilogramos sobre
28:34metros cúbicos es diferente a la
28:37densidad del agua la cual vale 1000
28:40kilogramos sobre metros cúbicos entonces
28:44en este caso que semejante al caso sé
28:46cómo será la fuerza de empuje del caso 1
28:49con respecto a la fuerza de empuje del
28:50caso 2 ya sabemos que como los dos
28:52cuerpos están hechos del mismo
28:54material y tienen la misma masa
28:57desplazan el mismo volumen por lo tanto
29:00acá en la fórmula del empuje tenemos lo
29:02siguiente la densidad del líquido por el
29:04volumen desplazado por la gravedad la
29:07gravedad es la misma
29:09el volumen desplazado es el mismo pero
29:11ojo ojo acá porque los líquidos no son
29:14los mismos la primera fuerza de empuje
29:17depende de la densidad del mercurio
29:19correcto mientras que la fuerza de
29:21empuje 2 depende de la densidad del agua
29:23por lo tanto podemos concluir sin lugar
29:26a dudas que la fuerza de empuje del caso
29:281 es totalmente diferente a la fuerza de
29:31empuje del caso 2 y repito porque porque
29:34ambos cuerpos a pesar de que desplazan
29:36el mismo volumen de líquido y tienen la
29:38misma gravedad por supuesto los líquidos
29:40son totalmente distintos genial si este
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