¿Pregunta para universitarios de Física ó Inegiería, o que estés relacionado con las ciencias?

Question

Pregunta sobre Hidrostática:
Un trozo de hielo flota en el agua con el 90% de su volumen sumergido en ésta. Hallar la densidad del hielo.

10 PUNTOS AL QUE ME DA LA RESPUESTA CORRECTA.

Disculpas por el tipeo de mi pregunta: es "Ingeniería".

Answer 1

El trozo de hielo que flota, recibe dos fuerzas que son iguales, por eso está en equilibrio: el peso del mismo (hacia abajo), y el empuje del agua (hacia arriba)

El peso del trozo de hielo (P) es igual al peso especifico del hielo (Peh) por el volumen del mismo (Vh):

P=Peh . Vh

Al mismo tiempo el peso específico del hielo es igual a la densidad del hielo (Dh) por la aceleración de la gravedad (g). Reemplazando en la anterior queda

P=Dh . g . Vh

Ahora el empuje del agua es igual al peso del líquido desalojado. Como está sumergido un 90%, llamando Da a la densidad del agua, queda

E=0,9 . Vh . Da . g

Igualando las dos ecuaciones (ya que el peso es igual al empuje) queda

Dh . g . Vh = 0,9 . Vh . Da . g

puedo tachar g y Vh en ambos lados de la igualdad, y queda

Dh = 0,9 Da

o sea que la densidad del hielo es el 90% de la del agua.

Como comentario podría decir que en realidad estoy hallando la densidad aparente del trozo de hielo en cuestión, y no la densidad del hielo en general, que se puede buscar en algun libro o tabla, ya que el trozo de hielo podría tener burbujas en su interior, cambiando el nivel de flotación.

Answer 2

Se que el empuje del agua=peso del cuerpo, entonces:
d*g*Vs=m*g entonces d*Vs=m, Vs es sólo el volúmen sumergido entonces:
d*0.9*V=m d=1.11111m/V
Sabes que la masa del cuerpo es igual a la masa de agua desjojada entonces m=d(agua)*V=1000V entonces d=1.11111(1000V)/V quedando que la densisdad del hielo es 1111.1111kg/m3.

Answer 3

la densidad es variable con la temperatura..
el agua tiene una densidad MAXIMA de 1g/ml o 1g/cm3 SOLAMENTE a una temperatura de 4ºC, es decir a temperaturas mayores y menores de 4ºC la densidad del agua es menor.
por lo tanto la densidad del hielo es siempre menor a 1g/ml.

si el 90% del volumen del hielo esta sumergido se puede deducir que el hielo tiene una densidad equivalente al 90% de la del agua, es decir 1(g/ml)*90/100 = 0.9 g/ml

recuerda que esto es solo si se esta a 4ºC

Answer 4

La respuesta es el 90% de la densidad del agua, es decir 0.9grms/cm³. Esto es aplicando el teorema de arquímedes.

Con esto puedes saber la densidad de cualquier cuerpo si sabes el porcentaje que se hunde y la densidad del líquido en lo que lo hace. El fluido desplazada solo empujará hasta donde se equilibren sus fuerzas.
Este principio lo utilizan los densímetros. El equilibrio de fuerza se da con la fuerza de empuje hacía arriba (principio de Arquímedes) y el peso del hielo.

Answer 5

No es el 90% del volumen lo que queda sumergido, sino el 92%.
Mientras que el agua a 0ºC tiene una densidad de 0.9999g por cm3,
se hiela a 0ºC con una densidad de sólo 0.92g por cm3.
Si sumergimos completamente en agua 1cm3 de hielo, estando ambos a 0ºC de temperatura, el hielo pesará -0.08 gramos, experimentando, por decirlo así, una gravitación negativa.
Subirá, por tanto, a la superficie del agua. El ascenso continúa hasta que sólo queda bastante hielo para desplazar un peso de agua líquida igual al suyo total.
Como 1 cm3 de hielo a 0ºC pesa 0.92 gramos, resulta que cuando el hielo está flotando, el 92 por 100 de él está bajo el agua y el 8 por 100 encima.

Para mas información, consulta las propiedades de los talasógenos en la Web.

Espero haberte ayudado.