¿Por qué necesitamos aplicar más fuerza para empujar un objeto sumergido más profundo?

Si la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido, digamos agua, no depende de la profundidad, ¿por qué se vuelve cada vez más difícil empujar un objeto más y más profundo? Sé que la fuerza de flotación es solo la diferencia de presión entre la parte inferior y la parte superior de un objeto, y dado que las únicas fuerzas que actúan son la fuerza F (que está aplicando sobre el cuerpo para empujarlo), la fuerza de flotación y el peso del objeto y también dado que los últimos 2 son constantes, ¿no debería F también ser constante? ¿Podría alguien señalarme dónde me estoy equivocando?

¿Ha medido un aumento con la profundidad de la fuerza necesaria? ¿Por qué decís esto? Muchos objetos se vuelven más fáciles de empujar hacia abajo a medida que aumenta la profundidad, ya que la presión del agua los aplasta. Los trajes de neopreno, por ejemplo, se vuelven mucho menos flotantes con la profundidad por este motivo, razón por la cual los buceadores suelen llevar un compensador de flotabilidad. A profundidades extremas , si algo es menos comprimible que el agua, será más difícil empujarlo hacia abajo debido a la mayor densidad del agua.
Dije esto porque en una situación simple como empujar un balde en el agua, de hecho se vuelve más difícil empujarlo más profundo.
Mira mi respuesta. Creo que probablemente te estés refiriendo al período en que el cuerpo todavía está parcialmente sumergido.
@ physics123 solo para asegurarse: cuando empuja el balde, ¿comienza a medir cuándo está completamente sumergido o cuándo parte del mismo está fuera del agua?
La hipótesis de la física del sillón aquí, pero si lo empujas al agua con la mano a medida que te adentras, tu brazo también estará sujeto a fuerzas de flotación. Eso podría explicar su experiencia.
@Paulo Ebermann sí, comencé a medir la fuerza requerida después de que el balde esté completamente sumergido.

Respuestas (5)

La fuerza requerida para empujar un objeto dentro del agua aumenta a medida que el objeto se sumerge, es decir , a medida que aumenta constantemente la cantidad de agua que el objeto desplaza. Pero creo que si haces el experimento con cuidado encontrarás que, una vez que el objeto está completamente sumergido, la fuerza requerida debería ser casi constante.

A partir de entonces, muchos objetos se vuelven más fáciles de empujar hacia abajo a medida que aumenta la profundidad, ya que la presión del agua los aplasta y, por lo tanto, desplazan menos agua. Los trajes de neopreno, por ejemplo, se vuelven mucho menos flotantes con la profundidad por este motivo, razón por la cual los buceadores suelen llevar un compensador de flotabilidad.

A profundidades extremas, si algo es menos comprimible que el agua, será más difícil empujarlo hacia abajo debido a la creciente densidad del agua con la profundidad. Factores como este son importantes en el diseño de sumergibles de aguas profundas y batiscafos como el Alvin y el Trieste.

Bueno, en primer lugar, no soy un profesional de la física, pero aquí hay una posible explicación... Cuando hablas de empujar un cubo en el agua... Supongo que inicialmente TÚ no estabas sumergido, por lo que no había fuerza de flotación en tu cuerpo. Sin embargo, a medida que empujaba el balde más profundo, habría entrado en el agua y experimentaría una fuerza de flotación hacia arriba. Esto le dificultaría empujar el balde más profundo. O podría tener algo que ver con la parte del balde sumergida... como explica la respuesta anterior...

Creo que esta es probablemente la explicación correcta para el caso del interrogador: en resumen, está descuidando la flotabilidad de cualquier cosa que empuje un objeto hacia abajo desde la superficie. Una prueba más limpia sería unir el objeto flotante al piso de un recipiente a través de un newtonómetro; agregue agua para cubrir el objeto; medir la fuerza; agregue más agua; mida la fuerza nuevamente; seque el newtonmetro con cuidado para evitar que el resorte se oxide ;-)

Creo que lo que "va mal" está en su declaración, "¿Por qué necesita aplicar más fuerza para empujar un objeto sumergido más profundo ?"
Como dices, "la fuerza de flotación es el resultado de la diferencia de presión entre la parte inferior y superior del objeto". Por lo tanto, a medida que sumerge el objeto más profundamente, aunque la densidad del líquido aumenta, aumenta tanto para la parte inferior como para la superior, por igual. ¡ Así, la diferencia de presión sigue siendo la misma !
Si está obteniendo un resultado diferente a este, probablemente esté haciendo algo mal, o hay otras variables que no ha revelado.

Creo que la pregunta está tomada de la clase 9th NCERT, página 140, actividad 10.4 . Usted lee la mitad de la parte que dice que la fuerza hacia arriba ejercida por el agua sigue aumentando a medida que la botella se empuja más profundamente , luego se perdió las siguientes palabras, hasta que se sumerge por completo.

No estoy seguro, pero probablemente se deba a que la densidad del agua aumenta a medida que profundizamos debido al peso del líquido de arriba, lo que cambia la fuerza de flotabilidad.

Pero, ¿no es la fuerza de flotación constante e independiente de la profundidad?
Pero depende de la densidad. La densidad suele ser constante, pero puede cambiar según la profundidad y la temperatura.
Esta respuesta no es realmente correcta. La densidad del agua aumenta muy, muy poco a medida que se profundiza. No va a haber una diferencia notable en la flotabilidad a una profundidad de, digamos, seis metros.
incluso si hubiera una diferencia en la densidad, no veo cómo podría cambiar la fuerza de flotación.
¿Por qué necesitamos aplicar más fuerza para empujar un objeto sumergido más profundo?
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