Esta pregunta se inspiró originalmente en esta:
En él, el autor menciona una columna sólida muy alta (que se extiende hasta el espacio) cuya base tiene un área de pulgada cuadrada, y que pesa libras, que es igual a la presión cerca de la superficie de la tierra.
Mi pregunta es la siguiente: ¿flotaría tal columna?
Después de todo, el peso de la columna es libras, su base tiene un área de pulgada cuadrada, y la presión del aire en su base es libras por pulgada cuadrada.
Entonces, ¿la presión del aire en su base equilibraría el peso de la columna?
Supongo que la presión no cambia una vez que colocamos una columna sólida encima de un poco de aire. Todavía no sé mucho sobre fluidos, pero esta suposición puede ser incorrecta...
¡Gracias!
Sí, debería flotar.
Encontrar un sólido tan alto con un peso tan bajo sería difícil (presumiblemente imposible); pero ya tenemos un gran ejemplo de algo gaseoso que hace esto: el aire.
El aire en cualquier punto de la superficie ha desarrollado su presión de aire debido al peso de todo el aire sobre él que tiene que "mantener" en su lugar. Esencialmente, la presión del aire tiene la fuerza suficiente para mantener el aire sobre él "retenido". Si tuviera un objeto sólido que pesara tanto como el aire que desplazó, flotaría debido a la flotabilidad ; que es exactamente lo que hace el aire mismo.
Si la presión en la parte inferior del objeto fuera igual a la presión atmosférica, y la presión en la parte superior fuera 0 (como en el caso de algo que se extiende fuera de la atmósfera), se dice que tiene flotabilidad neutra y, por lo tanto , flotaría.
Si quieres saber si algo flota, tienes que comparar las densidades del medio en el que flota el objeto (aquí, la atmósfera de la Tierra) y el objeto que flota (la columna sólida de aire). La presión y el peso son cosas diferentes y no necesariamente relacionadas.
So to answer your question, while freezing this column of air, you would not change the mass but you would decrease the volume. Thus you would increase the density because density is mass divided by volume. So the density of the frozen air is heavier than the density of normal air and your column would sink.
Si de alguna manera pudieras congelar la columna de aire sin cambiar la densidad (no veo cómo podrías hacer esto), entonces tendría una flotabilidad neutra porque las densidades son iguales. En otras palabras, la fuerza de flotación y las fuerzas de gravedad se cancelarían exactamente y no habría fuerza neta sobre el cilindro (excluyendo cosas como la fricción). Técnicamente, la flotabilidad neutra no es lo mismo que flotar, ya que si sueltas tu columna en el fondo de la atmósfera (nivel del mar), se quedaría allí, no flotaría hacia arriba.
Sí, flotaría porque el aire es mucho más liviano que el agua, pero se necesitaría un milagro para hacerlo flotar. El aire en la parte inferior de la columna tiene una presión de 14,7 lb por pulgada cuadrada porque ese es el peso del aire que lo presiona desde arriba. No se me ocurre ninguna manera de encapsular esta columna y hacerla flotar en el mar. Si colocas la columna horizontalmente para que flote, las 14,7 libras por metro cuadrado al presionarla no provendrían de la columna en sí, sino de la atmósfera externa. Sé que los experimentos mentales pueden tener escenarios que son imposibles en el mundo real, pero generalmente lo hacen para ilustrar un principio. Este no.
niels nielsen