1. Gravedad (peso): Esta es la fuerza ejercida por la Tierra en el cuerpo, tirando de ella hacia abajo. Se calcula como:
* peso (w) =masa (m) * aceleración debido a la gravedad (g)
2. Fuerza de flotabilidad (hacia arriba): Esta es la fuerza ascendente ejercida por el líquido en el cuerpo. Es igual al peso del líquido desplazado por el cuerpo. Esta fuerza se calcula como:
* Fuerza boyante (FB) =densidad de líquido (ρ) * Volumen de líquido desplazado (v) * Aceleración debido a la gravedad (g)
3. Drag Force: Esta es la fuerza que resiste el movimiento del cuerpo a través del líquido. Depende de la forma, el tamaño y la velocidad del cuerpo, así como de la viscosidad del líquido.
4. Fuerza de elevación: En algunos casos, particularmente para los objetos que se mueven en un ángulo en relación con el flujo de líquido, se puede generar una fuerza de elevación. Esta fuerza actúa perpendicular a la dirección del movimiento y puede ser significativa para objetos como alas o hélices.
5. Fuerza de presión: El líquido ejerce una fuerza de presión sobre el cuerpo, que actúa perpendicular a la superficie del cuerpo. Esta fuerza de presión es directamente proporcional a la profundidad del cuerpo dentro del líquido.
Aquí hay un desglose de las fuerzas y su dirección:
* Gravity (W): Actúa hacia abajo.
* Fuerza de flotabilidad (FB): Actúa hacia arriba.
* Fuerza de arrastre (FD): Actúa opuesto a la dirección del movimiento.
* Fuerza de elevación (FL): Hechos perpendiculares a la dirección del movimiento.
* Fuerza de presión (FP): Actos perpendiculares a la superficie del cuerpo.
La fuerza neta que actúa sobre el cuerpo determina su movimiento:
* Si la fuerza boyante es mayor que el peso del cuerpo, el cuerpo flotará.
* Si el peso del cuerpo es mayor que la fuerza boyante, el cuerpo se hundirá.
* Si la fuerza y el peso boyante son iguales, el cuerpo estará en equilibrio.
Factores adicionales a considerar:
* Viscosidad: El grosor del líquido afectará la fuerza de arrastre.
* densidad: La densidad del líquido y el cuerpo determinarán si el cuerpo flota o se hunde.
* Forma y tamaño: La forma y el tamaño del cuerpo afectan las fuerzas de arrastre y elevación.
* velocidad: La velocidad del cuerpo afecta la fuerza de arrastre.
Comprender estas fuerzas es crucial para analizar el comportamiento de los objetos sumergidos en líquidos y para diseñar vasos y estructuras que interactúen con agua u otros líquidos.