Si tomo una boya y la sumerjo en las profundidades del océano, donde la presión es extremadamente alta, ¿por qué la presión no la mantiene baja?

Answer 1

La presión no tiene nada que ver con la flotabilidad directamente. De hecho, si su boya no fuera flexible, entonces tendría la misma forma y sería casi igualmente flotante a cualquier profundidad, hasta que la presión colapsara la estructura física, digamos de una lata de acero. Para una boya flexible, el aumento de presión la aplastará y disminuirá su volumen y, por lo tanto, su flotabilidad. En ninguno de estos casos, la densidad del agua cambia de manera notable, solo la presión de toda el agua por encima de ella, que intentará igualar la presión dentro de la boya. Por lo tanto, puede calcular la profundidad (presión) a la que se reduce tanto el volumen de la boya flexible (una vez más, suponiendo que su estructura física permanezca intacta) que se vuelve neutralmente flotante, es decir, la fuerza hacia arriba del peso del agua faltante igual al volumen de la boya es exactamente igual al peso del material del que está hecha, más el aire que contiene. Un poco más profundo y la boya tendrá una flotabilidad negativa (se hundirá para siempre) a medida que su volumen sea aún más pequeño.

Arquímedes descubrió este principio, generalmente declarado como un cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido que experimenta una fuerza ascendente igual al peso del fluido desplazado.

Answer 2

La presión aumenta linealmente con la profundidad. Cada metro que baja, la presión aumenta en 0.1 bar. Estoy simplificando aquí y usando g = 10 m / s ^ 2 y densidad de agua = 1000 kg / m ^ 3. Para mayor simplicidad, trate la boya como un cilindro vertical totalmente rígido de 1 m de altura con un fondo plano y una parte superior plana. Es la diferencia de presión desde el fondo de la boya hasta la parte superior lo que crea la fuerza de flotabilidad. Esa diferencia de presión es de 0.1 bar. No importa cuán profunda sea la boya, la presión que empuja hacia arriba siempre es 0.1 bar mayor que la presión que empuja hacia abajo. Misma flotabilidad a todas las profundidades.

Para boyas reales, es más complicado. La presión aplastará un poco la boya y reducirá sus dimensiones. La densidad del agua aumentará un poco con la profundidad. Por lo tanto, puede haber pequeños cambios en la fuerza de flotabilidad con la profundidad. Pero básicamente, permanecerá más o menos constante para una boya bastante rígida y eso no implosiona debido a la presión.

Answer 3

Una cosa muy importante para recordar acerca de la presión en los fluidos es que la presión actúa en todas las direcciones. La presión no es solo una fuerza descendente. En cualquier punto único en un fluido, la presión empuja igualmente en todas las direcciones hacia adentro en ese punto.

Si pone el vaso o una botella boca abajo en agua; A medida que lo empuja más y más, verá que el agua sube por la abertura invertida. Esto muestra que la presión también está presionando hacia arriba en la abertura.

La presión puede considerarse como una fuerza exprimidora.