Flotacion

CONTENIDOS

E

laire y el agua son los fluidos más importantes para la vida en nuestro
planeta. Un pez flota en el agua de manera parecida como un cóndor
flota en el aire, ¿qué los empuja contra el peso para no caer? ¿Por qué
flota un buque de guerra, o un enorme avión de pasajeros? A la fuerza neta
ejercida por un fluido sobre un cuerpo se le
llama empuje, y es la respuesta de las preguntasanteriores.
Seguramente has experimentado
la fuerza de
empuje al flotar en una piscina o en el mar,
sintiéndote
más liviano que de costumbre.
Dentro del agua podemos hacer movimientos
y piruetas que fuera de ella nos costaría
mucho realizar. Sin embargo, este hecho es
más que una sensación y es aprovechado por
algunos animales para poder subsistir. Por
ejemplo, las ballenas y los manatíesprobablemente sobrevivirían
poco tiempo fuera del
agua debido a que sus pulmones podrían ser
aplastados por su propio peso.
También es conocido el caso de los grandes
icebergs que luego de desprenderse de los hielos polares flotan a la deriva, con gran parte
de su volumen
bajo el agua. Hay otras
propiedades de los fluidos que se deben a las
fuerzas que actúan entre sus moléculas, la tensión superficial
porejemplo, posibilita que
algunos insectos puedan caminar sobre el
agua o que se formen delgadas películas con
aire al interior, como lo son las pompas de
jabón. Al finalizar esta unidad podrás explicarte en términos de la física cómo ocurren
todos estos fenómenos.
La imagen muestra la punta de un
iceberg flotando en el agua, este
fenómeno ocurre porque el agua
presenta un comportamiento
anómalo: enel cual el estado sólido
tiene mayor volumen que el estado
líquido. La porción del iceberg que
se asoma es solo el 11% del total, es
decir, tiene un 89% sumergido.

La fuerza de empuje

Flotación

Tensión superficial
y capilaridad

1. La fuerza de empuje
El empuje es la fuerza neta ejercida por un fluido sobre un cuerpo
sumergido en él. El principio de
Arquímedes
establece
que el
empuje es igualal peso del líquido
desplazado.

empuje (l1). Llamaremos P al
peso del cuerpo medido antes
de sumergirse en el fluido y
al peso aparente del cuerpo,
esto es, el peso medido una vez
sumergido en el fluido.
Matemáticamente se cumple que:

r

--->

=7

r=p-J!.
Cuando un objeto se encuentra
total o parcialmente inmerso en
un fluido, ya sea líquido o gas,
experimenta una fuerza
ascendente que esejercida por
el fluido y que se denomina

Se cuenta que el rey egipcio Herón
mandó a construir una corona de
oro a un conocido orfebre y para
verificar si había ocupado en su
fabricación todo el oro que le
había sido entregado, llamó a
Arquímedes. A pesar de largas
horas de reflexión no fue sino
durante un baño de tina que a
Arquímedes se le ocurrió un
método ¡ara resolver el problema
del rey. El observóque el nivel del
agua subía a medida que se
introducía en la tina hasta
derramarse. Entonces se supone
que hizo inmediatamente la
asociación con el problema de la
corona y salió de la tina corriendo
y gritando "¡eureka, eureka''', que
quiere decir ¡lo encontré, lo
encontré!

ACTIVIDAD

5:

p=

100

P'=80

E=

20

~

El peso, el peso aparente y el
empuje son vectores, pero en
este libro ocuparemosuna
notación escalar, ya que
resolveremos situaciones en que
estos vectores son paralelos.

En la situación A, el dinamómetro
marca el peso real del cuerpo,
mientras que en la situación B,
marca el peso aparente debido
al empuje del agua.

AR

e H 1 M E D E S tr~cr crflnbcr fc~aq\tfnnm\1'r

\JcrgIClC~ungl
'mag \Jnb(!)(lt1lc~t/burc~ allf.~IIr. l'C6 ~\3\1Ifcr6.
~

MIDIENDO El EMPUJE DE UN CUERPOColoca unos 50 mi de agua al interior de una
probeta de 250 mI.
Cuelga de un dinamómetro una masa que se
sumerja por sí sola en el líquido.
Mide el peso de dicho cuerpo fuera del agua y
anota su valor.

Introduce el cuerpo en la probeta hasta que esté
completamente sumergido y vuelve a medir su peso.
¿Cómo son los valores obtenidos? Intenta una
explicación.
¿Qué sucede con el volumen indicado en...