Entonces entiendo que la flotabilidad ocurre porque el fluido ejerce grandes cantidades de presión debajo de un objeto en comparación con arriba, como en esta imagen
Entonces mi pregunta es, ¿qué pasa si el objeto es forzado al fondo del contenedor, para que no haya fluido debajo de él? La lógica es que si no hay fluido debajo, no hay nada que lo empuje hacia arriba. Entonces, ¿ese objeto aún experimentaría flotabilidad? ¿Si es así por qué?
editar: interesante ver algunas respuestas en desacuerdo entre sí. Una cosa a tener en cuenta, de acuerdo con la flotabilidad de mi libro de texto, es una fuerza que ocurre debido a la presión hidrostática, no tiene nada que ver con la densidad de los objetos. Entonces, aquellos que dicen que sí pueden experimentar flotabilidad porque es menos denso, están equivocados, supongo, eso no es flotabilidad.
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Respuestas:
Sí, tu lata aún tendrá flotabilidad cuando esté sumergida en el fondo.
Independientemente de la profundidad de inmersión, cualquier objeto perderá un peso igual al peso del agua que ha desplazado, incluso si se mantiene en la parte inferior. Confundes la presión hidrostática con la flotabilidad.
La presión hidrostática aumentará con la profundidad, hasta un punto que incluso puede aplastar la lata. Pero la flotabilidad ejercida por el agua sobre la lata se mantiene más o menos igual, porque el agua es casi incompresible, por lo que su densidad es más o menos la misma. en aguas poco profundas y profundas. Por lo tanto, el agua desplazada pesará lo mismo en el fondo y la flotabilidad que causa sería la misma.
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Sí, el espacio que ocupa el objeto es más liviano que el fluido que lo rodea, por lo que quiere elevarse.
Lo mismo que empujar una pelota al fondo del baño, ¿se queda allí?
Editar: para aquellos que dicen que la forma de la pelota marca la diferencia: pruébelo con un cubo hueco de plástico (lleno de aire) para que el cubo pueda quedar plano sobre la superficie ...
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No estoy seguro de por qué SolarMike eliminó su respuesta. Lo único que mantiene la lata en el suelo ("orgullosa" en términos navales) es la fuerza de vacío, es decir, la misma presión que evita que levantes la lata de la mesa si hay un sello perfecto en la mesa.
Mientras la densidad de la lata sea menor que la del fluido circundante, experimentará una fuerza de flotación. No confunda una fuerza existente con la fuerza neta . Una vez que haya un canal para permitir que el agua fluya debajo de la lata, la presión delta del agua con profundidad hará que la lata suba a la superficie. (Es una cuestión de presión vs. profundidad, no de densidad). Como se muestra en la página de Wikipedia, la presión en el fondo de la lata (presión del agua) es mayor que la de la parte superior de la lata, lo que obliga a la lata a elevarse. Este diferencial de presión existe incluso cuando la lata está orgullosa; Es solo la falta de presión que se produciría si se formara un vacío allí que mantiene la lata en el suelo. Entonces, en resumen, la lata siempre ve una fuerza boyante.
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Esta pregunta es un caso teórico / académico.
Un cuerpo en el agua experimentará dos fuerzas:
El artículo sobre flotabilidad en Wikipedia explica muy bien cómo se configuran las siguientes ecuaciones. Este artículo también da la definición de flotabilidad como:
(El lector tiene que decidir si un cuerpo en el suelo todavía está inmerso).
Para un cuerpo inmerso en puede utilizar el teorema de Gauss . Esto significa que uno puede reemplazar la integral de área con una integral de volumen. Sin embargo, en este caso límite, la integral aera del cuerpo no está "cerrada". Como la lata se asienta en el suelo, no hay agua (presión) en el lado inferior de la lata (consulte también la explicación en Física. SE 1 , 2 ).
Esto significa que para el caso de borde, que el cuerpo tiene contacto con el suelo, no es posible usar la ecuación basada en la integral de volumen:
La única forma de calcular la fuerza de flotabilidad es integrar los vectores de presión en la superficie del cuerpo.
Esto significa que para un terreno plano perfecto y una lata perfecta, la integral aera se convierte en:
La fuerza neta (flotabilidad y fuerza gravitacional) es:
Un efecto muy similar son las térmicas . Cuando la luz del sol combate el aire en el suelo, su densidad se reduce, ya que con su objeto bajo el agua no tiene fuerza hacia arriba (presión) porque no hay nada debajo de la burbuja de aire de guerra con una densidad más alta. Necesita un disturbio si este sistema estable, que trae algo de fluido de mayor densidad debajo del área de baja densidad para obtener flotabilidad. La siguiente figura de aquí ilustra estos pasos.
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