Solución Problema 1 del Principio de Arquímedes

Para perfeccionar mucho mejor el tema del principio de Arquímedes o también titulado en algunos libros de Física como Teorema de Arquímedes es de vital importancia asegurarnos de hacer uso correcto de la fórmula, así como de interpretar los problemas de la mejor manera y clara posible. Con estos ejemplos el estudiante podrá corroborar sus resultados y aumentar el autoaprendizaje. 😀

Nivel de Dificultad: ⭐⭐

Problema 3. Un cubo de cobre, de base igual a 35 cm² y una altura de 12 cm, se sumerge hasta la mitad, por medio de un alambre, en un recipiente que contiene alcohol. a) ¿Qué volumen de alcohol desaloja?, b) ¿Qué magnitud de empuje recibe? c) ¿Cuál es la magnitud del peso aparente del cubo debido al empuje, si la magnitud de su peso es de 32.36 N?

Problema de Arquímedes

Solución:

Este problema es muy similar al problema 1, a excepción que en este problema se retoma lo del volumen desalojado que es algo que nos piden en el primer inciso, después la magnitud del empuje y finalmente una pregunta del peso aparente, comencemos con colocar nuestros datos:

  • Calcular el volumen desalojado
  • Calcular la magnitud del empuje que recibe el cubo
  • La magnitud del peso aparente

Datos:

V = (35 cm²)(12 cm) = 420 cm³

ρ(alcohol) = 790 kg/m³

p(real) = 32.36 N

a) Calculando el volumen desalojado

Para calcular el volumen desalojado, solamente debemos calcular el volumen del cubo. Puesto que es similar, es decir:

\displaystyle {{V}_{desalojado}}={{V}_{cubo}}

Observar que el volumen lo tenemos en centímetros cúbicos, lo convertiremos a metros cúbicos con el siguiente factor de conversión.

\displaystyle {{V}_{desalojado}}=420c{{m}^{3}}\left( \frac{1{{m}^{3}}}{1000000c{{m}^{3}}} \right)=0.42x{{10}^{-3}}{{m}^{3}}

Es decir que nuestro volumen desalojado es de 0.42x10^(-3) m³

b) Calculando la magnitud del empuje que recibe el cubo

Para obtener el empuje, simplemente utilizaremos la siguiente fórmula:

\displaystyle E=\rho gV=\left( 790\frac{kg}{{{m}^{3}}} \right)\left( 9.8\frac{m}{{{s}^{2}}} \right)\left( 0.42x{{10}^{-3}}{{m}^{3}} \right)=3.25N

Un empuje de 3.25 Newtons

c) Calcular la magnitud del peso aparente

Para obtener el peso aparente, relacionemos la siguiente fórmula:

\displaystyle {{P}_{aparente}}={{P}_{real}}-E

Sustituyendo nuestros datos en la fórmula:

\displaystyle {{P}_{aparente}}=32.36N-3.25N=29.11N

Nuestro peso aparente es de 29.11 Newtons.

Resultados:

\displaystyle \begin{array}{l}{{V}_{desalojado}}=0.42x{{10}^{-3}}{{m}^{3}}\\E=3.25N\\{{P}_{aparente}}=29.11N\end{array}

    17 Comentarios Publicados

  1. Daniel dice:

    Un Prisma Rectangular de Cobre paralelepipero, tiene un ancho de 5 cm y una altura de 12 cm, se sumerge hasta la mitad de un alambre en un recipiente que contiene alcohol.
    1°Que Volumen de alcohol desaloja
    2°Cuál es la Magnitud que resive
    3°Cuál es la Magnitud del peso aparente del Cubo debido al empuje, si se sabe que la masa de este paralelepipero es 8.2 kg
    4°¿El Prisma Rectangular se hunde o Flota?

    1. Buen problema Daniel, lo agregaremos a solución en estos días para este tema. Gracias por compartir.

  2. AP dice:

    Buenas, el problema está resuelto de manera incompleta/errónea. El enunciado dice que está sumergido hasta la mitad y en ningún momento se considera eso en la resolución. Todos los valores deben ser divididos por dos en este caso.

    1. Omar Amarillas dice:

      Totalmente de acuerdo, este ejercicio esta resuelto a manera que el objeto estuviera sumergido totalmente

  3. Yahir dice:

    Un cubo de cobre de 30 cm de lado se sumerge en un recipiente que contiene alcohol, determine el peso aparente del cubo si su peso real es 40.2 N. Densidad del alcohol 790 kg/ m°.

  4. Patricio dice:

    Hola. El primer punto considero que esta mal. Ya que solo se sumerge hasta la mitad el cubo, por lo tanto desaloja la mitad de su volúmen

  5. Edson Edwin mamani kantuta dice:

    Ayúdeme cn el ejercicio

    1. Blanca Stephany dice:

      Quiero ayuda con mis ejercicios de tarea
      Que es sobre un cubo de 0.125m3 de volumen se sumeje en agua =1000 kg sobre m3 calcula el empuje que recibe?

  6. renato dice:

    Cordial y respetuoso saludo.
    Quiero hacer una observación respetuosa a manera de pregunta: Si la esfera de cobre solo entra al alcohol hasta la mitad,¿no era tomar la mitad del volumen que equivale al volumen de alcohol que desaloja?

  7. Victor dice:

    Pero en el problema dice que solo se sumerge la mitad del cubo, la otra mitad queda fuera del líquido.
    Y el resultado da como si se hubiera sumergido todo el cubo.

  8. Blanca Stephany dice:

    Quiero ayuda con mis ejercicios de tarea
    Que es sobre un cubo de 0.125m3 de volumen se sumeje en agua =1000 kg sobre m3 calcula el empuje que recibe?

  9. Fran dice:

    Me pueden ayudar con este problema que todavia no logro plantearlo, dice asi:
    Calcular la fuerza ascensional que recibe un globo de 5 m de radio y pesa 540 kgf (densidad del aire 1,29kg/m3)

  10. josue dice:

    un cubo de cobre de base 35m2 y una altura de 12cm se sumerge asta la mitad por medio de un alambre en un resipiente con alcohol

  11. Itzel Dionisio dice:

    Muy buena aplicación, la recomiendo👍🏻

  12. Kendry dice:

    ¿Cuál es la fuerza mínima en newtons que hay que aplicar para levantar 12000 N con una prensa hidráulica que tiene embolos de 2,5×10-¹ (elevado a menos uno) y 7,50×10-¹ (elevado a menos uno), respectivamente?

  13. Myriam Vera dice:

    Se sumerge la mitad del volumen. Se divide en 2 el volumen y ése será el volumen del líquido desalojado.

  14. JUAN dice:

    ESTA MAL RESUELTO, EL PROBLEMA DICE: SE DUMERGE HASTA LA MITAD, ES DECIR DESALOJA LA MITAD DE 420 CM3 ES DECIR 210 CM3, EL EMPUJE DA 1,56N Y EL PESO APARENTE 30,8N

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