Es fundamental entender las fuerzas sobre un objeto cuando se sumerge en un fluido, la llamada la fuerza de empuje es una de ellas. Este conocimiento permite diversas aplicaciones, tales como el desarrollo de barcos, ferries, submarinos y otros dispositivos acuáticos. La forma más fácil de entender esta fuerza es mediante el principio de Arquímedes.
El principio de Arquímedes
Todo cuerpo inmerso o flotando en un fluido, dentro de un campo gravitacional, está sujeto a la acción de una fuerza impuesta por el fluido llamada de empuje, \(E\) , que tiene las siguientes características:
El valor del empuje es igual al módulo del peso del volumen de líquido desplazado.
La dirección del empuje es vertical
El sentido del empuje es de abajo hacia arriba.
El empuje resultante actúa sobre el centro de gravedad del fluido desplazado, que se llama centro de impulso.
Matemáticamente, tenemos: $$E = P_{\text{líquido desplazado}} = \rho_{\text{líquido}} \times V_{\text{cuerpo}} \times g,$$ donde \(g\) es la aceleración de la gravedad, \(V_{\text{corpo}}\) es el volumen del objeto insertado en el líquido de densidad \(\rho_{\text{líquido}}\) . Es importante destacar que, si sólo una parte del cuerpo se sumerge en el líquido, \(V_{cuerpo}\) debe corresponder solamente al volumen de la parte del cuerpo sumergido en el líquido.
La figura a continuación ilustra el principio de Arquímedes.
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