PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Ley física que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente en un líquido, éste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado. La mayoría de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y se hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio.

El concepto clave de este principio es el ‘empuje’, que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.

Por ejemplo, si un bloque metálico que posee un volumen de 100 cm3 se hunde en agua, desplazará un volumen similar de agua cuyo peso aproximado es 1 N. Por tanto, el bloque parecerá que pesa 1 N menos.

Por el principio de Arquímedes, los barcos flotan más bajos en el agua cuando están muy cargados (ya que se necesita desplazar mayor cantidad de agua para generar el empuje necesario).

Además, si van a navegar en agua dulce no se pueden cargar tanto como si van a navegar en agua salada, ya que el agua dulce es menos densa que el agua de mar y, por tanto, se necesita desplazar un volumen de agua mayor para obtener el empuje necesario. Esto implica que el barco se hunda más. (1)

Ahora te invito a leer  situaciones interesantes sobre este tema: (2)

Cuando una pelota maciza de plomo se introduce en agua se hunde pero en mercurio flota, ¿Por qué?

Partamos de la base que la pelota de plomo pesa lo mismo sumergida en aire, en agua o en mercurio. El peso tiene que ver con la masa y la gravedad y ambas son idénticas en los tres casos. Lo que cambia es el empuje, esa fuerza ascendente que tiene por valor el peso del cuerpo si estuviera lleno del líquido en el que lo hemos sumergido. Como una pelota como la nuestra, llena de agua, pesaría menos que la de plomo, gana el peso y pierde el empuje y la bola se va al fondo sin posibilidad de que ninguna de las fuerzas cambien de valor.  Pero una esfera llena de mercurio pesa más que la de plomo, venciendo el empuje, haciéndola ascender hacia la superficie hasta que parte del cuerpo sale por ella y deja de desalojar líquido, disminuyendo el empuje, con lo  que se igualan, ahora, peso y empuje. Decimos que flota. Como observarás, todo tiene que ver con la relación que hay entre las densidades. Cuando un cuerpo es más denso que el líquido donde se ha sumergido, se hunde. En caso contrario flota.

 ¿En qué parte del cuerpo actúa el empuje?

Como ya hemos explicado, el empuje es la fuerza que todo fluido ejerce sobre un cuerpo cuando éste se sumerge en él. Su valor es el peso de fluido desalojado. ¿Dónde actúa dicha fuerza?. Si la parte sumergida la llenáramos de fluido, el cuerpo formado (imaginariamente) tendría un centro de gravedad. Ese es el punto de aplicación del empuje. Nótese que no tiene por qué coincidir con el centro de gravedad del cuerpo real. Imaginemos una esfera con la mitad superior de madera y la inferior de plomo. El centro de gravedad del cuerpo estaría en el interior de la zona de plomo mientras que el centro de empuje estaría en el centro de la esfera. Esto es importante a la hora de construir los barcos, pues si el centro de gravedad estuviera por encima del centro de empuje, cualquier ola haría volcar el barco. Si, por el contrario, está por debajo, ambas fuerzas, empuje y peso, crearían un par de fuerzas restauradoras que enderezaría la nave. Por esta razón se ha de procurar que los motores, carga, etc. (partes pesadas del barco) estén lo más bajo posible.

 
(1)  Enciclopedia Encarta. 2006. Microsoft Corporación.

(2)  Física recreativa. Disponible en http://www.acienciasgalilei.com/fis/fis-recreativa/hidrostatica.htm#niveloceanos

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