Un cuerpo de masa 90 g y volumen 120 cm3 flota en el agua (d= 1 g/cm3 ). Calcula: a) Po del cuerpo b) Volumen sumergido c) Empuje d) % del volumen sumergido Rputas: a) 0,883 N; b) 90 cm3 ; d) 75%
Respuestas
a) Determinamos el peso mediante la siguiente relación:
Peso = masa × gravedad
Gravedad: 9.8 m/s²
Masa: 90 gramos → Equivalente a 0.09 kg
Entonces:
Peso = 0.09 kg × 9.8 m/s² =0.882 N
b) Volumen sumergido:
Primeramente, determinamos la densidad del cuerpo:
Densidad = masa/volumen
Densidad = 90g/120 cm³ = 0.75 g/cm³
El volumen sumergido se obtiene al dividir la densidad del cuerpo entre la densidad del agua:
0.75 g/cm³ ÷ 1 g/cm³ = 0.75 → Es decir que se sumerge el 75% del cuerpo
Por lo cual: 0.75 × 120 cm³ = 90 cm³
c) Empuje, es igual a el peso que ejerce la parte que flota del sólido.
Volumen desplazado = (120 - 90)cm³ = 30 cm³
La masa descubierta será igual al volumen flotante por la densidad del cuerpo:
Mdescubierta = 30cm³ × 0.75 g/cm³ = 22.5 g
Tenemos:
- 1 Kg = 9.8N
- F = 9.8N/1kg × 1kg/1000g = 9.8 × 10⁻³ N/g
Empuje = Mdescubierta × F
Empuje = 22.5 g × 9.8 × 10⁻³ N/g = 0.2205N
d) % del volumen sumergido
75%, tal como se demuestra en el punto b.