¿En qué dirección girará la Esfera? [cerrado]

Digamos que tenemos una esfera, con un "borde interno" que la divide en 4 partes iguales. Extraemos el aire de las 3/4 partes (dejándolas completamente vacías) y llenamos solo 1/4 parte de aire. Luego dejamos caer la esfera en el mar así:ingrese la descripción de la imagen aquí

Light Gray Area: Empty
Red Area: Air-Filled
Dark Area: Border splitting the sphere into 4 equal parts

¿Giraría la Esfera haciendo que la Parte Roja estuviera arriba o abajo de la Esfera?

¿Cuáles son tus pensamientos? ¿Por qué crees que sucedería eso? ¿Por qué crees que puede no suceder?
Bueno, pensé que la parte roja estaría arriba, pero no estoy seguro, porque las áreas grises no son agua o algo así.
¿Dónde está el centro de masa del sistema de esferas? ¿Es su ubicación estable alta o baja en el campo gravitacional?

Respuestas (1)

Hay dos fuerzas en la pelota, la fuerza de flotación y la fuerza de gravedad. Queremos saber cómo girará la bola, así que queremos saber el par resultante alrededor de su centro.

Debemos recordar que la fuerza de flotación es el resultado de la presión del agua contra la superficie de la pelota. El agua no puede ver el interior de la pelota, solo el exterior. Dado que el exterior es simétrico, la fuerza de flotación se dirigirá directamente hacia arriba a través del centro de la pelota. Esto proporciona par cero.

La fuerza de la gravedad, por otro lado, empujará directamente hacia abajo a través del centro de masa, que está en algún lugar de la región roja, lejos del centro de la pelota. Esto provoca un par distinto de cero.

Por lo tanto, el momento de torsión solo será cero cuando el centro de masa esté directamente arriba o debajo del centro geométrico de la bola. Técnicamente, las fuerzas y los pares podrían equilibrarse con la región roja tanto en la parte superior como en la inferior, pero no es estable en la parte superior. Si inclinamos la región roja lejos de la parte superior, aunque sea ligeramente, el par gravitatorio la empujará hacia abajo. En la práctica, entonces, la pelota se asentará con la región roja en la parte inferior.

¿En qué dirección girará la Esfera? [cerrado]
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