Volumen, densidad y empuje sobre un objeto sumergido en agua (7225)

, por F_y_Q

Calcula el volumen, la densidad y la fuerza de empuje de un objeto de 5 kg que, cuando se hunde completamente en agua, tiene un peso aparente es de 30 N.


SOLUCIÓN:

El peso aparente se define como la diferencia entre el peso del objeto y el empuje que experimenta al sumergirse en el agua. Puedes despejar el valor del empuje y calcularlo:

p_{\text{ap}} = p - E\ \to\ E = m\cdot g - p_{\text{ap}} = 5\ kg\cdot 9.8\ \frac{m}{s^2} - 30\ N = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 19\ N}}


A partir del empuje calculado puedes obtener el volumen del cuerpo porque es el mismo que el volumen de agua que desplaza:

E = \rho_{\ce{H2O}}\cdot V\cdot g\ \to\ V = \frac{E}{\rho_{\ce{H2O}}\cdot g} = \frac{19\ N}{1\ \frac{kg}{L}\cdot 9.8\ \frac{m}{s^2}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1.94\ L}}


La densidad del objeto es el cociente entre su masa y el volumen que acabas de calcular:

\rho_{\text{obj}} = \frac{m}{V} = \frac{5\ kg}{1.94\ L} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{2.58\ \frac{kg}{L}}}}