una pieza de metal de 20g tiene una densidad de 4000kg/m^3 y se sumerge completamente en un recipiente con aceite (densidad: 1500kg/m^3) mediante un hilo ¿cual es la tension en el hilo?
Respuestas
La tensión que siente el hilo, que sostiene la pieza de metal, es igual a 0.1225 N.
Explicación:
Aplicamos principio de Arquímedes. La tensión del hilo será igual al peso aparente.
Pa = P - Fe
Entonces, definimos y tenemos que:
Pa = m·g - ρ·g·Vs
Por tanto, el peso aparente será:
Pa = (0.02 kg)·(9.8 m/s²) - (1500 kg/m³)·(9.8 m/s²)·[(0.020 kg)/(4000 kg/m³)]
Pa = 0.196 N - 0.0735 N
Pa = 0.1225 N
Entonces, la tensión que siente el hilo es igual a 0.1225 N.
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La tensión en el hilo de una pieza de metal que se sumerge completamente en un recipiente con aceite, es: T= 0.1225 N
El empuje de un cuerpo es el producto de la densidad por el volumen desalojado por la gravedad : E= d* V des* g, como la pieza de metal de densidad proporcionada y se sumerge completamente en un recipiente con aceite, cuya densidad es 1500kg/m^3 mediante un hilo se calcula el empuje y se realiza sumatoria de fuerzas verticales, como se muestra a continuación:
pieza de metal :
m= 20 g * 1Kg/1000g= 0.02 Kg
d= 4000 Kg/m3
Aceite: d= 1500 Kg/m3
T=?
Fórmula de densidad d:
d= m/V
Se despeja el volumen V:
V = m/d = 0.02 Kg/ 4000 Kg/m3
V= 5*10^-6 m3 V desalojado
Fórmula de empuje E:
E= d* V des* g
E= 1500 Kg/m3 * 5*10^-6 m3* 9.8 m/seg2
E= 0.0735 N
Sumatoria de fuerzas :
∑Fy= 0
T + E - P=0
Se despeja la tensión del hilo T:
T= P-E
T= m*g - E = 0.02 Kg*9.8 m/seg2 - 0.0735 N
T= 0.196 N-0.0735 N
T= 0.1225 N
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