¿Cómo flota algo? ¿Qué sucede realmente cuando un objeto que es más liviano que el medio que lo rodea, ya sea líquido o gas, “flota”?

Answer 1

La presión debe aumentar con la profundidad en el fluido (gas o líquido) que rodea al objeto que está flotando. Cuando sumas todas las fuerzas de presión que actúan sobre el objeto flotante, hay una fuerza neta hacia arriba porque la presión es mayor en la parte inferior que en la superior. Cuando esta fuerza neta es igual al peso del objeto flotante, entonces el objeto flota. Si la fuerza es mayor que el peso del objeto, entonces el objeto será acelerado hacia arriba.

Esto sumando (o integrando) las fuerzas sobre el cuerpo resulta ser igual al peso del fluido que habría estado en el espacio ocupado por el objeto flotante. eso tiene sentido porque si ese espacio estuviera lleno de fluido, ese fluido se suspendería allí sin tendencia a subir o bajar. Es por eso que la fuerza de flotación es igual al peso del fluido desplazado.

La presión que aumenta con la profundidad generalmente se produce debido a la gravedad, pero también podría deberse a la aceleración. Por ejemplo, si está en un autobús y sostiene la cuerda de un globo lleno de helio flotante, cuando el conductor acelere, el globo se moverá hacia adelante . Cuando frenan, el globo se balancea hacia atrás . Piénsalo de esta manera. Cuando ponen los frenos, todo ese aire pesado cae hacia la parte delantera del autobús, por lo que la presión es un poco más alta allí. Así que eso cambia “arriba” para ser hacia arriba y hacia atrás. Y así es como flota el globo.

Answer 2

¡Recuerda la historia de Arquímedes saltando fuera de su bañera, corriendo afuera (sin su toalla), gritando eureka cuando descubrió que el nivel del agua de la bañera subía cuando flotaba su pato de goma! Ese es probablemente el comienzo de la mecánica de fluidos como ciencia y estableció el principio de Arquímedes.

Es decir, se ejerce una fuerza ‘hacia arriba’ o ‘flotante’ sobre un cuerpo sumergido en un fluido, ya sea total o parcialmente sumergido, y es igual al peso del fluido que el cuerpo desplaza . (El principio de Arquímedes es básico para la física de la mecánica de fluidos).

Dicho esto, cuando un objeto flota, se desplaza un volumen de un “más pesado” (más masa, cierto, pero seamos clásicos) que el desplazamiento empuja al objeto a flotar (agua, mercurio, hierro fundido, atmósfera baja de la Tierra, etc.)

Aún así es una cosa genial para observar y jugar. Pruébelo con masas diferentes en agua u otros líquidos seguros y observe los cambios. Vea si puede derivar algunos de los principios antes de buscarlos. Diviértete un poco.

Answer 3

Todo se debe a la gravedad.

De Newton, sabemos que F = ma. En este caso, a es la aceleración debida a la gravedad (g = 9.8 m / s). Entonces F = mg en este caso.

También sabemos que la densidad es m / V. Entonces, algo con una masa más grande tiene una mayor densidad como sustancia con una masa más pequeña que ocupa el mismo espacio.

Entonces, si F = mg, la sustancia con la masa más grande tiene la mayor fuerza debido a la gravedad que actúa sobre ella.

Dos sustancias tampoco pueden ocupar el mismo lugar. Entonces, cuando la sustancia más densa se hunde, aplica una fuerza a la sustancia más ligera, lo que hace que se mueva hacia arriba.

También hay una fuerza aplicada por la presión del aire, pero voy a mantenerlo simple.

Es por esta razón que un globo flota en el aire, o cualquier cosa flota en algo. La flotabilidad se debe a diferencias en la densidad, lo que conduce a diferencias en las fuerzas que actúan sobre las sustancias.