¿Por qué un bloque menos denso que el agua no se sumerge por completo?

Supongamos que tenemos un objeto de volumen 1 metro 3 . La masa de ese objeto es 500 k gramo , lo que significa que la densidad del objeto es 500 k gramo / metro 3 .

Si el objeto está en el agua, flotará y la mitad de su volumen ( 0.5 metro 3 ) se sumergirá en agua (asumiendo que la densidad del agua es 1000 k gramo / metro 3 ; como la densidad del objeto es la mitad del agua, la mitad estará sumergida).

Por el principio de Arquímedes sabemos que el objeto desplazará el agua de la misma masa que él. Entonces el objeto se desplazará 500 k gramo agua y 500 k gramo agua = 0.5 metro 3 agua.

También sabemos que el peso perdido de un objeto = peso del agua desplazada por ese objeto.

Significa que el objeto perderá todo su peso en el agua y como la fuerza de flotación es la misma que el peso de ese objeto, el objeto debe sumergirse totalmente en el agua. Pero, eso no es posible, estará sumergido sólo la mitad de su volumen. ¿Pero cómo?

Si el peso del agua desplazada es igual al peso de ese objeto, ¿no debería estar totalmente sumergido?

Después de algunas lecturas, pude seguir su pregunta. Su primera declaración falsa comienza con "el objeto debe sumergirse totalmente en agua". Sabes que es falso, así que no veo por qué crees que es así. No estoy seguro de cómo responder a su concepto erróneo si no proporciona algún razonamiento de por qué cree que el objeto debería estar totalmente sumergido. Parece que piensas que "el objeto perderá todo su peso en el agua y la fuerza de flotación es la misma que el peso de ese objeto" es la razón. ¿Lo es?
en.wikipedia.org/wiki/Arquímedes%27_principio . La fuerza de flotación es hacia arriba, la fuerza del peso hacia abajo, igual y opuesta, equilibrando la fuerza hacia abajo del peso en 0,5. El objeto tiene el mismo peso, hay una fuerza opuesta a la gravedad, la boyante, que lo hace flotar.
Trate de pensarlo de esta manera: para desplazar 1 metro 3 de agua que necesitas 1000 k gramo de fuerza hacia abajo (ignore que kg no es una unidad de fuerza). El bloque solo pesa 500 k gramo aunque así el 250 k gramo debajo del agua y el 250 k gramo sobre el agua se combinan para desplazar un total de 500 k gramo de agua. Si alguien empujó el bloque con otro 500 k gramo de fuerza se sumergiría por completo y tan pronto como soltaran un 500 k gramo la fuerza hacia arriba empujaría el bloque hacia la superficie.
en nuestro libro de texto se dice que si la fuerza de flotación es W y el peso de un objeto es w entonces 1) el objeto flotará cuando W > w 2) el objeto estará sumergido y no flotará cuando W < w 3) el objeto flotará pero estará totalmente sumergido cuando W = w. espero que ahora entiendas dónde está mi concepto erróneo (¿es un concepto erróneo?) gracias por tu respuesta Brandon Enright

Respuestas (2)

Por el principio de Arquímedes sabemos que el objeto desplazará el agua de la misma masa que él. Entonces, el objeto desplazará 500 kg de agua y 500 kg de agua = 0,5 m3 de agua.

También sabemos que el peso perdido de un objeto = peso del agua desplazada por ese objeto.

El objeto no pierde peso. Está empujando hacia abajo con su peso. El agua está empujando hacia arriba con un peso igual y opuesto de volumen 0,5 m3, desplazado. Equilibrio. Como el objeto mide 1 m3 la mitad está fuera del agua, ya que no lo desplazó.

Significa que el objeto perderá todo su peso en el agua y como la fuerza de flotación es la misma que el peso de ese objeto, el objeto debe sumergirse totalmente en el agua.

Estás contando dos veces. No se pierde peso/masa. Solo las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, la gravedad y la flotabilidad son iguales.

Creo que si la fuerza de flotación = peso de ese objeto, entonces el objeto estará en una situación de equilibrio ... y la situación de equilibrio es "flotante" en este caso y la cantidad de ese objeto sumergido estará determinada por la densidad de ese objeto. Entonces, no existe tal regla de que si la fuerza de flotación = peso del objeto, entonces el objeto estará totalmente sumergido... la cosa se trata solo de equilibrio, ¿verdad? [[mi inglés no es tan bueno, espero que me perdonen si cometo algún error de idioma]]
El equilibrio en el caso de menor densidad que el agua dejará parte del volumen fuera del agua, eso sí. Un cuerpo más denso que el agua caerá al fondo pero con la aceleración modificada por la fuerza de flotación

En este caso, demuestras que la fuerza neta que actúa sobre el objeto es cero en esta situación, es decir, la mitad del objeto está dentro del agua y la otra mitad sobre el agua. Esta posición del objeto es, pues, la posición de equilibrio. Si llegara totalmente a la superficie del agua o dentro del agua, se perdería el equilibrio, es decir, llegaría a una posición de desequilibrio. Entonces el objeto intentará volver a su posición de equilibrio anterior.

Por eso no se hundirá.

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