Respuesta:
Para calcular la fuerza de empuje (\( F_e \)) que experimenta un cilindro sumergido en un líquido, podemos seguir estos pasos:
1. **Determinar el volumen del cilindro sumergido:**
El área de la base del cilindro es \( A = 1 \times 10^{-3} \) m² (1 x 10^-3 m²).
La altura sumergida del cilindro es \( h = 0.05 \) m.
Por lo tanto, el volumen sumergido \( V \) del cilindro se calcula como:
\[ V = A \times h = (1 \times 10^{-3} \text{ m}^2) \times (0.05 \text{ m}) \]
\[ V = 5 \times 10^{-5} \text{ m}^3 \]
2. **Calcular la masa del líquido desplazado:**
La masa de líquido desplazado \( m_{\text{desplazado}} \) es igual al volumen sumergido multiplicado por la densidad del líquido.
Densidad del líquido \( \rho = 3.0 \times 10^3 \) kg/m³ (3,0 x 10³ kg/m³).
\[ m_{\text{desplazado}} = V \times \rho = (5 \times 10^{-5} \text{ m}^3) \times (3.0 \times 10^3 \text{ kg/m}^3) \]
\[ m_{\text{desplazado}} = 1.5 \times 10^{-1} \text{ kg} \]
\[ m_{\text{desplazado}} = 0.15 \text{ kg} \]
3. **Calcular la fuerza de empuje:**
La fuerza de empuje \( F_e \) sobre el cilindro sumergido es igual al peso del líquido desplazado, que se calcula como:
\[ F_e = m_{\text{desplazado}} \times g \]
Donde \( g \) es la aceleración debida a la gravedad (aproximadamente \( 9.81 \) m/s²).
\[ F_e = 0.15 \text{ kg} \times 9.81 \text{ m/s}^2 \]
\[ F_e = 1.4715 \text{ N} \]
Por lo tanto, la fuerza de empuje que experimenta el cilindro sumergido es aproximadamente \( 1.4715 \) N.
