Written by Cuando estamos en una piscina o en el mar, tenemos la impresión de que nuestro cuerpo es “más ligero”. Incluso en el agua, no importa cuánto lo intentemos, no podemos hundir una pelota que flota en el agua; tan pronto como la soltamos, la pelota regresa a la superficie. En estos ejemplos dados, parece que el líquido empuja los cuerpos hacia arriba. Este fenómeno fue descrito por el matemático e ingeniero griego Arquímedes (287 a. C. – 212 a. C.).
Cuenta la historia que en su famoso baño, cuando descubrió cómo solucionar el problema del “peso” de la corona, anduvo desnudo por las calles de la ciudad gritando “¡eureka, eureka!”. Definió la flotabilidad como la fuerza que ejercen los líquidos sobre los cuerpos que están sumergidos en ella. Así:
«Todo sólido sumergido parcial o totalmente en un líquido está sujeto a una fuerza vertical, de abajo hacia arriba, denominada flotabilidad correspondiente a la cantidad de líquido desplazada por este sólido.«
Por tanto, el empuje (E) viene dado por:
Donde:
- DF es la densidad del fluido;
- VF ¿Se ha cambiado el volumen?
- g es la aceleración de la gravedad.
El volumen desplazado es cuánto se desplaza un cuerpo del líquido cuando se inserta en él. Este volumen desplazado es el mismo volumen sumergido que el cuerpo. Por ejemplo, un cuerpo de volumen V sumergido en cierto líquido.
Un ejemplo de flotabilidad es la estructura para mover algunos peces. Para ayudar a flotar, algunos tienen una estructura llamada vejiga natatoria. En pocas palabras, es una especie de bolsa capaz de inflarse con aire, aumentando su volumen sin variaciones importantes de masa. Esta adaptación permite que el pez, que sufre el peso de la gravedad terrestre y la flotabilidad que ejerce el agua, suba porque aumenta el volumen desplazado por el cuerpo del pez, aumentando como reacción la flotabilidad.
Referencias:
Los fundamentos de la física – Modern Plus. Ramalho, Nicolau y Toledo. Vol. 01. Moderno. 11ª Ed. SP. 2016
Exámenes de ingreso y exámenes
Pregunta 01: (UDESC 2008)
El empuje ejercido por el aire sobre un globo lleno de gas es 130 N. La masa total del globo es 10.0 kg. Siendo la densidad del aire igual a 1,30 kg / m³, el volumen que ocupa el globo y la fuerza que debe ejercer una persona para mantenerlo en el suelo son, respectivamente:
