Esta puede ser una pregunta tonta, pero quiero saber por qué el aceite flota en el agua. Traté de explicármelo a mí mismo usando el principio de Arquímedes, pero eso no ayudó.
El principio de Arquímedes, la ley física de la flotabilidad, establece que cualquier cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (gaseoso o líquido) en reposo es actuado por una fuerza ascendente, o flotante, cuya magnitud es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.
No entiendo cómo la ley de Arquímedes es válida en el caso del agua y el aceite, porque el aceite y el agua ni siquiera se mezclan, por lo que no hay desplazamiento de agua, por lo tanto, no se ejerce ninguna fuerza. Entonces, ¿qué mantiene flotando encima sustancias como el aceite que son menos densas que el agua?
Comentarios
- El término " cuerpo " en el Principio de Arquímedes generalmente requiere que sea sólido por fuera. La flotabilidad entre dos fluidos es un poco diferente a la flotabilidad de un fluido sólido.
- Observe una gota de aceite en el agua.
Respuesta
«… porque el aceite y el agua ni siquiera se mezclan, por lo que no hay desplazamiento de agua, por lo que no se ejerce una fuerza de flotación».
Aquí es donde está malinterpretando. Hay hay un desplazamiento. La madera tampoco se mezcla con el agua, pero desplaza el agua y flota. Con el aceite, hay una ligera depresión de la superficie inferior, entre el aceite y el agua, donde se produce el desplazamiento.
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El agua es más pesada que el aceite para la misma unidad de volumen debido a su mayor densidad. Debido a su mayor masa, se asienta en el nivel más bajo para tener el menor energía potencial y puede hacerlo ya que el agua es fluida. Por lo tanto, el cuerpo de agua se coloca debajo del cuerpo de aceite.
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A mi modo de ver, esto sucede porque cualquier mezcla de aceite y agua es inestable, consideremos una gota de aceite, en un vaso de agua, y finjamos que la gota de aceite es sólida, flotará, con una parte sumergida. Ahora devolvamos a la parte flotante sus propiedades líquidas: se extenderá por toda la superficie del agua.
Creo que ahora podemos repetir el razonamiento para la parte sumergida, pretendiendo nuevamente que es sólida. , mientras consideramos r el agua y la capa flotante de aceite como líquidos. Hay una fuerza de flotabilidad en la parte sumergida que hace que parte de ella se eleve por encima de la interfaz agua / aceite.
No pensé detenidamente en cómo completar el razonamiento, pero bien podría ser que esto lleve a todos del aceite para formar una capa sobre el agua.
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Si agita una mezcla de aceite y agua y luego se detiene, puede en realidad, vemos pequeñas gotas de aceite que se mueven hacia arriba a través del agua a medida que se produce la separación. Así que esto parece una flotabilidad normal. Lo mismo ocurre con las burbujas de gas.