Fluidos

Estática de fluidos

Ecuación fundamental

Densidad relativa de un
 líquido

Prensa hidráulica

Principio de Arquímedes

Medida de la densidad 
 de un líquido

Flotación entre dos líquidos
no miscibles

Movimiento de un cuerpo
en el seno de un fluido ideal

Flotación de un barco

Oscilaciones de una boya

Actividades

En este ejemplo, se explica el funcionamiento de un aerómetro mediante un modelo simple, consistente en un cilindro de densidad y altura fijados por el programa interactivo. Este es también un sencillo ejercicio de aplicación del principio de Arquímedes.

Fundamentos físicos

Hemos estudiado cómo se calcula la densidad de un cuerpo sólido, veamos ahora como se determina la densidad de un fluido.

Para un cuerpo en equilibrio que flota sobre la superficie de un líquido, tenemos que el peso es igual al empuje

Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida podemos determinar la densidad del líquido. En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro.

Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcohómetros, sacarímetros, etc.

Actividades

El applet simula la medida de la densidad de un fluido mediante un sencillo aerómetro.

Se trata de un sólido de forma cilíndrica de 25 cm de altura y densidad 0.5 g/cm3 que se sumerge parcialmente en el líquido cuya densidad se quiere determinar. Midiendo en la escala graduada la parte del cilindro que está sumergida podemos fácilmente determinar la densidad del fluido. El cuerpo está en equilibrio flotando en el líquido, bajo la acción de dos fuerzas, su peso y el empuje del fluido. Peso=empuje rsgSh=rf·gSx rsh=rf x Donde rs es la densidad del cuerpo sólido, S su sección, h su altura. rf es la densidad del fluido y x la parte del sólido que está sumergido en el líquido.

Seleccionamos el fluido cuya densidad deseamos conocer en la lista de líquidos: agua, aceite, alcohol, glicerina. Se pulsa el botón titulado Nuevo. Se lee en la escala la longitud x del cuerpo cilíndrico que está sumergido

Teniendo en cuenta que h=25 cm y que la densidad del sólido r_s =0.5 g/cm³, se despeja la densidad del líquido r_f.

A continuación, pulsamos el botón titulado Respuesta, para conocer el valor de la densidad del líquido que hemos seleccionado y compararlo con el valor que hemos calculado.