Un cubo de madera de roble con caras muy lisas normalmente flota en el agua. Suponga que lo sumerge por completo y presiona una cara plana contra el fondo de un tanque para que no quede agua debajo de esa cara. ¿El bloque flotará hacia la superficie? ¿Hay una fuerza de flotación sobre él? Explicar.
Mis pensamientos:
La fuerza de flotación es una consecuencia bien conocida de la diferencia de presión entre los fluidos, y si no hay fluido debajo del objeto, ¿entonces no debería haber fuerza de flotación?
Hablando en términos prácticos, el bloque debería volver a subir a la superficie. (Lo intenté) Sin embargo, según mi comprensión de la mecánica de fluidos, mientras no haya una fuerza ascendente neta sobre el bloque, no puede comenzar a moverse hacia arriba.
¿Podría alguien explicar esto y también decir si la fuerza de flotación realmente desaparece si el bloque se empuja al fondo del barco?
¡Gracias!
La pregunta se plantea como un experimento mental. Entonces, discutir con cualquier complicación debido a los límites de la tecnología no ayuda a responderla.
La respuesta es sí. Cuando evacua el espacio entre el objeto y el fondo del recipiente de agua, no hay flotabilidad en el objeto (que va hacia arriba). Sin embargo, existe una fuerza resultante neta sobre el objeto debido a la diferencia de presión del agua entre la parte superior e inferior del objeto, que lo empuja hacia abajo.
Lo que complica el asunto (agregando un poco más de realidad al experimento mental) es que el agua a la izquierda y derecha del objeto ejerce una presión cerca del fondo que hará que el agua fluya debajo de él. Esto luego crea la diferencia de presión que hace que el objeto se mueva hacia arriba. Pero eso ya no es realmente hidrostática.
El problema práctico es el requisito de que el bloque y el tanque tengan caras "muy lisas". Un bloque normal de madera no cumple con este requisito, por lo que no puede formar un sello con el fondo del tanque. El agua todavía puede meterse debajo del bloque y empujarlo hacia arriba.
Prueba el experimento con un émbolo. La madera y la goma flotan, pero podrás conseguir que se pegue al fondo de un depósito de agua. Una vez que la campana se presiona hasta el fondo, la goma evita que entre más agua debajo de ella. La presión del agua sobre el émbolo presiona el émbolo contra el fondo, haciendo que se pegue.
knzhou
Vishnu