El empuje que experimenta el ciilindro es de 490N.
La energía cinética del cilindro justo antes de sumergirse es 627.
2 kJ.
La energía potencial del cilindro a una altura de 800 m es 627.
2 kJ.
Explicación : El empuje se puede determinar mediante la siguiente expresión : E = ρgVDónde : ρ = densidad del líquido en el cual se sumerge el objetog = aceleración gravitacionalV = volumen del objetoVolumen del cilindro : V = πr²hV = π(0.
14 m)²(0.
82 m) = 0.
05 m³La densidad del agua es igual a 1000 kg / m³El empuje es : E = (1000 kg / m³)(9.
8 m / s²)(0.
05 m³)E = 490 NConsiderando el principio de conservación de la energía se tiene que cuando el objeto cae y adquiere velocidad, la energía potencial que tenía inicialmente se transforma en energía cinética.
Por conservación de la energía : Energía inicial = Energía finalEp = Ekmgh = 1 / 2 mv²Al inicio toda la energía es potencial, al final (cuando h = 0, en la superficie del agua) toda la energía en cinética.
La velocidad para un movimiento es caída libre se puede determinar cómo : v² = vo² + 2ghComo se puede apreciar, es necesario conocer la altura para poder determinar la energía cinética en un determinado instante.
Asumiendo que se parte del reposos y que la altura es 800 m, que corresponde al instante justo antes de sumergirse, se tiene : vo = 0 m / sv² = 2ghv² = 2(9.
8 m / s²)(800 m) = 15680 m² / s²La energía cinética es : Ek = (1 / 2) (80 kg) (15680 m² / s²) = 627200 J = 627.
2 kJPara h = 800 mLa energía potencial es : Ep = mghEp = (80 kg)(9.
8 m / s²)(800 m) = 627200 J = 627.
2 kJ.