Echar un ancla desde un barco

Un yate en un lago deja caer su ancla por la borda. ¿Qué sucede con el nivel del agua en el lago?

  1. Se eleva muy levemente.
  2. Se cae muy levemente.
  3. Queda exactamente igual.
  4. Es imposible de decir.

Según tengo entendido, debido al principio de Arquímedes, cuando el ancla está en el bote, contribuye a la masa del bote y, por lo tanto, a la masa de agua desplazada. Cuando se arroja por la borda, ahora es el volumen del ancla el que contribuye a la cantidad de agua desplazada. Por lo tanto, sin conocer la densidad, masa y volumen del ancla, es imposible determinar el efecto sobre el nivel del agua, por lo que la respuesta correcta es la opción 4.

¿Alguien puede decirme si mi razonamiento es correcto ya que no hay un esquema de calificación para la prueba de donde proviene esta pregunta?

¡Gracias de antemano!

Otro duplicado que se cerró como duplicado: physics.stackexchange.com/questions/41672/… Sin embargo, debo decir que desde la perspectiva de un maestro, esta pregunta es algo única debido a la redacción de "ancla". Exactamente cómo se formalizan las propiedades del objeto crea ligeras diferencias en cómo se aborda el problema, como se muestra en esas dos preguntas anteriores.
"sin saber la densidad, la masa y el volumen del ancla", En realidad, basta con saber la densidad (de hecho, lo suficiente para saber si es menor, igual o mayor que la del agua), y si piensas en cómo Se supone que un ancla funciona, tendrás suficiente información.
Si es un ancla de mar, la respuesta es (4); estos casi flotan! Básicamente es un embudo de arrastre, hecho de tela de vela y madera, para mantener la dirección en una tormenta. Pero para el ancla típica, que está destinada a asentarse en el fondo, el ancla siempre es más pesada que el agua, por lo tanto (2). Si el ancla está suspendida (como se muestra en la respuesta a continuación), entonces la respuesta es (3). Supongo que uno podría construir un ancla de mar que realmente flote, y entonces la respuesta sería (1). ¡Así que uno realmente nunca sabe! --- la sal vieja.

Respuestas (5)

Imagina que el ancla cuelga del fondo del bote, colgando en medio del agua de esta manera:

ingrese la descripción de la imagen aquí

(No hay diferencia entre el ancla colgada en el agua y sentada en el bote, ya que el sistema bote + ancla pesa lo mismo en ambos sentidos).

El nivel del agua depende del peso del ancla. Si haces que el ancla sea más pesada, empujará el bote hacia abajo más, empujando el agua fuera del camino. Esta agua sale por los lados y sube un poco el nivel del agua. Si haces el ancla más ligera, el barco sube un poco, dejando un hueco. El agua se precipita debajo del bote y el nivel del agua baja.

Imagina alargar la cadena hasta que por fin el ancla empiece a descansar en el fondo del tanque. Dado que el fondo del tanque sostiene el ancla, no tira tanto del bote hacia abajo. Desde la perspectiva del barco, es como si el ancla se hubiera aflojado. Así, el barco sube y el nivel del agua baja.

Debemos suponer que el ancla es más densa que el agua, pero eso es todo. Si quisiera calcular cuánto cae el nivel del agua, necesitaría saber la densidad y el peso del ancla.

copiado de mi respuesta a la misma pregunta en Quora: quora.com/Physics/…
Mi objeción predicha a esto es "¡pero el ancla está fuera del bote!", A lo que me gustaría señalar que si tienes el ancla colgando sobre el agua, luego cuélgala en el agua, la flotabilidad del ancla disminuye el peso del ancla. , por lo que el bote sube y el volumen total desplazado es igual.
Sí. Tal vez otra forma de decirlo es imaginar el ancla sentada en el fondo del bote, luego mágicamente derritiéndose a través del bote para que sea parte del bote, finalmente llegando al exterior y adhiriéndose al exterior, luego siendo bajado por Una soga. ¿Cómo sabría el agua lo que está pasando cuando el ancla se mueve a través del bote?
¿Sería diferente si consideráramos la rotación de la Tierra? Dado que el peso del océano y el ancla serían diferentes y la diferencia de peso varía con la altura (radio), entiendo que esto es extremadamente insignificante, pero cualitativamente, ¿la rotación de la Tierra afectaría el nivel del agua?

En el agua, el ancla desplaza un volumen de agua igual al volumen del ancla. En el bote, el ancla hace que el bote se hunda, lo que dará como resultado que el ancla desplace efectivamente un volumen de agua que pesaría tanto como el ancla. Dado que el ancla es más densa que el agua, desplazará más agua en peso que en volumen. Así, el ancla se desplaza más mientras está en el barco.

Cuando el Ancla está en el barco, según la ley de flotación: El líquido desplazado será igual al peso del Ancla.
Pero cuando Anchor se hunde, el líquido desplazado será igual al volumen de Anchor. Entonces depende de la densidad tal vez

Debido a que el ancla estaba en el yate antes, el nivel del agua aumenta debido al principio de Arquímedes. Una vez que coloca el ancla en el agua, el nivel del agua sigue aumentando, pero no tanto, por lo que el nivel general del agua desciende ligeramente.

Tu respuesta es bastante confusa ya que el ancla comienza dentro del bote.
Mientras el ancla está a bordo, el barco desplazó agua igual al volumen de las anclas. Una vez que el ancla está apoyada en el lago/fondo marino, desplaza agua solo igual a su propio volumen...

3 . Queda exactamente igual.

porque

cuando el ancla está dentro del bote, su masa se sumará a la masa total del bote y la masa total se tirará hacia abajo.

cuando arrojas el ancla al agua, su peso se restará del bote. el barco se hundirá menos pero el ancla se hundirá en la misma cantidad menos y más se borrarán entre sí.

no ocurrirá ningún cambio.

El error crítico que cometiste es pensar que el volumen del bote sin el ancla más el volumen del ancla será igual al volumen del bote con el ancla. La respuesta de Mark proporciona un útil contraejemplo donde el ancla comienza atada al bote y colgando en el agua. Entonces es claro que el volumen sumergido disminuirá cuando se corte la cuerda.
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