En mecánica de fluidos , el desplazamiento se produce cuando un objeto se sumerge en gran medida en un fluido , empujándolo fuera del camino y ocupando su lugar. A continuación se puede medir el volumen del fluido desplazado y de ahí deducir el volumen del objeto sumergido: el volumen del objeto sumergido será exactamente igual al volumen del fluido desplazado.
Un objeto que se hunde desplaza una cantidad de líquido igual al volumen del objeto. Así la flotabilidad se expresa a través del principio de Arquímedes , que establece que el peso del objeto se reduce por su volumen multiplicado por la densidad del fluido. Si el peso del objeto es menor que esta cantidad desplazada, el objeto flota; si es más, se hunde. La cantidad de líquido desplazado está directamente relacionada (a través del principio de Arquímedes) con su volumen.
En el caso de un objeto que se hunde (queda totalmente sumergido), el volumen del objeto se desplaza. En el caso de un objeto que flota, la cantidad de fluido desplazado será igual en peso al objeto que se desplaza.
Este método se puede utilizar para medir el volumen de un objeto sólido, incluso si su forma no es regular. Existen varios métodos para tal medición. En un caso, el aumento del nivel del líquido se registra cuando el objeto se sumerge en el líquido (normalmente agua). En el segundo caso, el objeto se sumerge en un recipiente lleno de líquido (llamado rebosadero), provocando que se desborde. Luego se recoge el líquido derramado y se mide su volumen. En el tercer caso, el objeto se suspende bajo la superficie del líquido y se mide el aumento de peso del recipiente. El aumento de peso es igual a la cantidad de líquido desplazado por el objeto, que es igual al volumen del objeto suspendido multiplicado por la densidad del líquido. [1]
El concepto del principio de Arquímedes es que un objeto sumergido en un fluido es impulsado por una fuerza igual al peso del fluido desplazado por el objeto. [2] El peso del fluido desplazado se puede encontrar matemáticamente. La masa del fluido desplazado se puede expresar en términos de densidad y su volumen, m = ρV . El fluido desplazado tiene un peso W = mg , donde g es la aceleración de la gravedad . Por tanto, el peso del fluido desplazado se puede expresar como W = ρVg .
El peso de un objeto o sustancia se puede medir haciendo flotar un recipiente suficientemente flotante en el cilindro y observando el nivel del agua. Después de colocar el objeto o sustancia en el recipiente, la diferencia de peso de los volúmenes del nivel del agua será igual al peso del objeto.