¿Es válido el principio de Arquímedes con objetos en movimiento?

Estaba resolviendo una aplicación clásica del principio de Arquímedes: un cuerpo parcialmente sumergido que se hace oscilar verticalmente y realizar oscilaciones armónicas simples. Las ecuaciones resultan ser las correctas para un sho pero luego me di cuenta: ¿Cómo es que el líquido permanece estático? El cuerpo se mueve verticalmente y el líquido debería verse afectado.

¿Es esto una aproximación? Porque he visto este "problema" en muchas notas de conferencias. Si es así, ¿cómo puedo justificar estrictamente la aproximación? ¿Se mantiene exactamente la fuerza de flotación = rho g V?

Respuestas (1)

Es una aproximación.

Si el objeto se balanceara hacia arriba y hacia abajo en el agua a una velocidad lo suficientemente alta, entonces habría al menos una fuerza de arrastre apreciable que, en primera aproximación, sería

F d = − b v
dónde b es una constante y v es la velocidad del objeto en relación con el agua. si la velocidad | v | del objeto es pequeña, también lo es la magnitud de la fuerza de arrastre, y el movimiento armónico simple se convierte en una buena aproximación.

También puede haber otros efectos, como la turbulencia, que demuestran que el movimiento armónico simple es una aproximación en este contexto, pero diferiré la discusión de eso para un experto en dinámica de fluidos.

Hola. Estaba pensando un poco más sobre esto y creo que todavía necesito entender algo. Creo que la presencia de DRAG aquí no está relacionada con la fuerza de flotación. Estoy de acuerdo en que su presencia estropearía el movimiento armónico, pero quiero saber si habría la misma fuerza de flotación (con el mismo valor que se obtendría en un fluido estático) suponiendo un fluido ideal no viscoso perfecto mientras se mueve hacia arriba si se deja. sumergido y vuelve a la superficie, perturbando el fluido estático.
@ManuelJesus No estoy del todo seguro de lo que quiere decir con "perfecto" e "ideal" con respecto al fluido, pero también habrá efectos del Principio de Bernoulli incluso si no hay arrastre pero el agua se mueve alrededor del objeto.
Sí, ese es exactamente el tipo de efecto (de Bernoulli) que tenía en mente cuando estaba pensando en esto. ¿Será que force=rho gV ya no se sostiene?
¿Es válido el principio de Arquímedes con objetos en movimiento?
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