Este documento explica por qué los submarinos se hunden en el agua mientras que los barcos flotan. Los submarinos pueden variar su densidad al llenar o vaciar tanques de lastre, permitiéndoles hundirse o emerger. Los barcos no pueden variar su densidad, por lo que siempre flotan debido a que su densidad es menor que la del agua. El principio de Arquimides establece que la fuerza de empuje de un objeto depende de la densidad relativa del objeto y el fluido en que está sumerg
Por qué los submarinos se hunden en el agua y los barcos no
1. ¿Por qué los submarinos se hunden
en el agua y los barcos no?
Nombre: Catalina Contreras, Ignacio Jara, Sofía Pérez
Curso:7ºA
Profesora: Sandra Bravo
2. Introducción
• Usado desde la antigüedad
• Medio de transporte
importante.
• Permite conectividad entre
continentes
• Usados desde el siglo XIX
• Utilizados durante las guerras
mundiales
• Permiten estudiar el fondo
marino
3. El principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido
parcial o totalmente en un
fluido es afectado por una
fuerza que actúa
verticalmente hacia arriba,
llamada fuerza de flotación o
empuje
El principio de Arquímedes
establece que la magnitud
del empuje siempre es igual
al peso del fluido
desplazado por el cuerpo
sumergido en él
4. Conceptos asociados
• Fuerza vertical hacia
abajo ejercida por la
tierra sobre los objetos
Peso
• Fuerza vertical y hacia
arriba ejercida por el fluido
sobre el objeto sumergido
Empuje
6. Considerando lo anterior
EMPUJE = PESO LIQUIDO DESPLAZADO
EMPUJE = MASA (LIQUIDO DESPLAZADO) x g
EMPUJE = DENSIDAD DEL FLUIDO x VOLUMEN DESPLAZADO X g
PESO = DENSIDAD DEL OBJETO X VOLUMEN DESPLAZDO X g
7. • La fuerza de
empuje es mayor
que el peso del
objeto
Densidad del
fluido
>
Densidad del
objeto
• La fuerza peso del
cuerpo será
mayor que el
empuje
Densidad del
objeto
>
Densidad del
fluido
El cuerpo se va hacia
arriba y flota
El cuerpo se va hacia
abajo y se hunde
Esto nos permite comparar las densidades entre el objeto
y el fluido
8. ¿Por qué los submarinos se hunden en el agua y
los barcos no?
Los submarinos se sumergen o flotan en el agua
según aumente o disminuya su masa, manteniendo
su volumen sin alteraciones
Para hundirse los submarinos aumentan su
densidad llenando los tanques de agua marina
Para poder emerger la disminuyen expulsando el
agua y llenado los tanques de aire consiguiendo su
flotabilidad.
9. ¿Por qué los submarinos se hunden en el agua y
los barcos no?
La densidad del barco debe ser
menor que la densidad del fluido
• Permite que el barco flote
No posee tanques que permitan
variar su masa
• Impide que el barco pueda hundirse
Su densidad aumentó debido al
agua que entró por el agujero
causado por el iceberg
10. ¿A qué conclusión llegamos con el
experimento?
Con el experimento realizado en clases
hemos concluido que al sumergir un
objeto en un liquido esta desplaza una
cantidad de agua que equivaldría a su
volumen
Según la historia contada en clases se
podría averiguar si la corona es de oro o
no, si sumergía la corona del rey en agua,
y medía la cantidad de agua desplazado,
podría conocer su volumen. Sabiendo el
volumen y el peso, Arquímedes podría
determinar la densidad del material que
componía la corona.
11. Conclusión
El principio de
Arquímedes explica la
capacidad de hundirse
de los objetos como
barcos o submarinos
Esta capacidad
depende de la densidad
de los objetos
sumergidos en el agua
La variación de la masa
depende directamente
de la variación de la
densidad del objeto
El objeto se hunde si es
más denso que el
liquido donde es
sumergido
El objeto flota si su
densidad es menor que
la del liquido donde se
encuentra
Notas del editor
Barco:
usado desde la antigüedad por los griegos y romanos,
Es un medio de transporte importante utilizado para el transporte de pasajeros y de mercancías
Permite conectividad entre continentes
Submarinos:
Usados desde el siglo xix, aunque los primeros intentos de submarinos surgieron en 1600
Fueron utilizados ampliamente durante las guerras mundiales
Permiten estudiar el fondo marino
Una semejanza bastante importante es que ambos se desplazan a través del agua y los océanos, pero ¿porque es que un submarino tiene la capacidad para hundirse y los barcos no ? En esta presentación explicaremos el porque de este fenómeno.
Todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un fluido es afectado por una fuerza que actúa verticalmente hacia arriba, llamada fuerza de flotación o empuje. El principio de Arquímedes establece que la magnitud de dicha fuerza de empuje siempre es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo sumergido en él
Decir lo mismo
Otro concepto importante de considerar en este principio, es la densidad. La densidad se define como la concentración de partículas de un espacio determinado. Es decir la densidad corresponde a la masa de un objeto dividido por el volumen de el. A partir de esta ecuación, se puede despejar la variable masa, la cual queda definida como la densidad del objeto por el volumen del objeto.
considerando lo anterior, a partir de la definición del principio de arquimides se obtiene que el empuje es igual al peso del liquido desplazado.
el empuje, al ser una fuerza igual al peso del liquido desplazado por el objeto, se puede definir según la segunda ley de newton, como el resultado de la masa del liquido desplazado por la aceleracion de gravedad
finalmente, se obtiene la definición final de empuje, donde la masa del liquido desplazado podra ser definida según la formula de densidad vista en la diapositiva anterior, por lo que la masa será igual a la densidad del fluido por el volumen del liquido desplazado, que es de igual valor al volumen del objeto por la aceleracion de gravedad.
otra fuerza que hay que considerar en el principio de arquimides es la fuerza peso del objeto, la cual se depende de la densidad del objeto por el volumen desplazado por la aceleración de gravedad.
al observar ambas formulas, podemos apreciar que ambas poseen terminos iguales (volumen desplazado y gravedad), por lo que se pueden eliminar, para poder compararlos y determinar cual es la fuerza con mayor valor. a partir de esto, podemos observar que los unicos terminos diferentes son la densidades del fluido y del objeto, las cuales determinan cual fuerza es mayor y cual fuerza es menor
Esto nos permite comparar las densidades entre el objeto y el fluido
Densidad del fluido > Densidad del objeto: significa que La fuerza de empuje es mayor que el peso del objeto, lo que lleva al cuerpo hacia arriba y flota, como sucede con los barcos
Densidad del objeto > Densidad del fluido: significa que La fuerza peso del cuerpo será mayor que el empuje, lo que lleva al cuerpo hacia abajo y se hunde, como ocurre con los submarinos
Aprenderse la diapo
Aprenderse la diapositiva
Con el experimento realizado en clases hemos concluido que al sumergir un objeto en un liquido como el agua esta desplaza una cantidad de agua que equivaldría a su volumen
Según la historia contada en clases se podría averiguar si la corona es de oro o no, si sumergía la corona del rey en agua, y medía la cantidad de agua desplazado, podría conocer su volumen. Sabiendo el volumen y el peso, Arquímedes podría determinar la densidad del material que componía la corona.
