¿Flota o se Hunde?

A continuación le presentamos una animación interactiva que le permitirá probar y analizar situaciones de flotación de un cuerpo sólido colocado en un líquido.

A pesar de estar en inglés, la interpretación de las referencias es simple. Observe que sobre el costado izquierdo de la pantalla aparece una perilla deslizable que permite seleccionar y modificar la densidad del líquido (fluid density). Asimismo, sobre el otro costado una perilla similar permite modificar la densidad del cuerpo a sumergir (block density).

Sobre el cuerpo aparecen representadas - con vectores – las fuerzas actuantes: El Peso o Fuerza de Gravedad (F_g) y el Empuje (B). Recuerde que el largo del vector se relaciona con la intensidad (el valor) de la fuerza.

En la parte de abajo de la pantalla se indica el porcentaje sumergido del cuerpo, es decir, cuánto del total del bloque queda por debajo de la superficie (percentage of block  submerged).  Como podrá comprobar (si tiene ganas y se anima) ese porcentaje se vincula con las densidades del cuerpo y del líquido. (Basta dividir la densidad del cuerpo por la densidad del líquido y multiplicar el resultado por 100).

Haciendo clic en la imagen podrá acceder a la animación. Experimente un rato y cuando se haya familiarizado con la aplicación trate de utilizarla para dar respuesta a las consignas que aparecen más abajo

Cuestiones para analizar, experimentar y responder

1. ¿En qué unidades aparecen expresadas las densidades?
2. Si la densidad del líquido es 1,5 g/cm³ ¿a partir de qué valor de densidad del bloque el cuerpo permanece apoyado en el fondo?
3. Si la densidad del bloque es 1,3 g/cm³ ¿a partir de qué valor de densidad del fluido el cuerpo flota con una parte fuera de la superficie?
4. Si la densidad del cuerpo es 1,3 g/cm³ ¿cuál debe ser la densidad del líquido para que el 72% del bloque quede debajo de la superficie?
5. ¿Cómo se comparan las longitudes de los vectores F_g y B cuando el cuerpo flota con una parte fuera de la superficie? ¿Y cuando flota totalmente sumergido?
6. ¿Cómo se comparan las longitudes de F_g y B cuando el cuerpo se hunde hasta el fondo?
7. Si el líquido tiene una densidad de 1,8 g/cm³ ¿cuál debe ser la densidad del bloque para que la mitad quede por debajo de la superficie?
8. Cuando un cuerpo flota parcialmente sumergido en un líquido, ¿la densidad del  cuerpo es mayor, menor o igual que la densidad del líquido?
9. Cuando un cuerpo flota totalmente sumergido en un líquido, ¿la densidad del  cuerpo es mayor, menor o igual que la densidad del líquido?
10. Cuando un cuerpo se hunde hasta el fondo del recipiente, ¿la densidad del  cuerpo es mayor, menor o igual que la densidad del líquido?

Para ver y comparar las respuestas haga clic aquí

Puede complementar lo visto aquí visitando esta otra entrada del blog