¿Qué dice el principio de Arquímedes sobre la fuerza de empuje?
Empuje = peso desplazadoLa fuerza de empuje es igual al peso del fluido que el objeto desplaza.
¡Ojo! No es el peso del objeto, sino el peso del agua que saca de su lugar.
¿Qué es la fuerza de empuje?
Fuerza del agua hacia arribaFuerza vertical hacia arriba que ejerce un fluido sobre un objeto sumergido.
Siempre apunta hacia arriba y depende del volumen sumergido.
¿Cuándo flota un objeto en el agua?
Empuje ≥ pesoCuando la fuerza de empuje es mayor o igual a su peso total.
Si el empuje es menor, se hunde. Si son iguales, flota sumergido.
¿Por qué flota un barco de acero si el acero es más denso que el agua?
El barco no es macizoPorque su densidad promedio (incluyendo el aire dentro) es menor que la del agua.
La forma hueca del barco es clave: ¡distribuye el peso en un gran volumen!
¿Por qué flota el transbordador que va a Isla Negra?
Principio de Arquímedes en acciónPorque su peso total es menor que el peso del agua de mar que desplaza.
El casco hueco del barco hace que desplace mucho agua sin pesar tanto.
¿Por qué la presión aumenta con la profundidad en un lago?
Más agua arriba = más presiónPor el peso del fluido que está encima del punto considerado.
En el fondo del lago, la presión es mayor que en la superficie.
Escribe la fórmula para calcular la fuerza de empuje.
E = ρ_f · · gE = ρ_f · · g
Donde ρ_f es la densidad del fluido, el volumen sumergido y g la gravedad.
¿En qué unidades se mide la fuerza de empuje?
Unidad de fuerzaEn newtons (N), igual que cualquier fuerza.
1 N = 1 kg·m/s². ¡No confundas con kilogramos!
¿Cuál es la densidad aproximada del agua de mar?
Un poco más que 10001025 kg/m³.
El agua salada es un 2.5% más densa que la dulce por la sal disuelta.
¿Cuál es la densidad del agua dulce?
Valor estándar1000 kg/m³.
A 4°C, el agua dulce alcanza su máxima densidad.
¿Flota más un barco en agua dulce o en agua salada?
Agua salada = más empujeEn agua salada, porque tiene mayor densidad y por tanto mayor empuje.
Por eso los barcos se hunden un poco más en ríos que en el mar.
Un barco en Valparaíso desplaza 50 m³ de agua de mar. ¿Cuál es su empuje? (g=10 m/s²)
Usa ρ=1025 kg/m³512 500 N.
E = 1025 × 50 × 10 = 512 500 N. ¡Es como levantar 52 toneladas!
¿Qué es el peso aparente de un objeto sumergido?
Peso que sientes bajo el aguaEs el peso real menos la fuerza de empuje.
Por eso te sientes más ligero al nadar en la piscina del colegio.
¿Cuándo se hunde completamente un objeto?
Peso > empujeCuando su densidad promedio es mayor que la del fluido.
Ejemplo: una piedra en el río Mapocho se hunde porque es más densa que el agua.
¿Por qué un globo con helio flota en el desierto de Atacama?
Flotabilidad en airePorque el helio es menos denso que el aire atmosférico.
¡El principio de Arquímedes también funciona en gases!
¿Qué principio explica que un globo aerostático vuele en Santiago?
Empuje en el aireEl principio de Arquímedes aplicado al aire: el globo desplaza aire más denso que el gas dentro.
Por eso los globos suben: ¡el aire caliente es menos denso!
¿Es cierto que 'el barco flota porque es liviano'?
No es solo el pesoFalso. Flota porque desplaza suficiente agua para generar un empuje mayor a su peso.
Un barco de acero pesa toneladas, pero su forma hueca hace que desplace mucho agua.
¿Por qué algunos creen que el acero no puede flotar?
La forma importaPorque no consideran que los barcos son huecos y distribuyen su peso en un gran volumen.
¡Un lingote de acero se hunde, pero un barco de acero flota!
¿Cómo varía la presión con la profundidad en un lago chileno?
Más hondo = más presiónAumenta linealmente con la profundidad: P = ρ·g·h.
En el lago Villarrica, a 100 m de profundidad, la presión es enorme.
¿Por qué los barcos en el río Biobío necesitan menos calado que en el mar?
Agua del río = menos empujePorque el agua dulce es menos densa que la salada, generando menos empuje.
El calado es la profundidad sumergida: en ríos, los barcos se hunden más.
Escribe la fórmula para calcular la densidad de un objeto.
ρ = m/Vρ = m / V
Donde m es la masa y V el volumen. ¡No olvides las unidades!
¿En qué unidades se mide la densidad?
Kilogramos por metro cúbicokg/m³.
Ejemplo: el agua tiene 1000 kg/m³. El acero, unos 7850 kg/m³.
Ordena de menor a mayor: agua dulce, agua salada, acero.
De menor a mayor densidadAgua dulce < agua salada < acero.
El acero es casi 8 veces más denso que el agua dulce.
¿Por qué una pelota de playa flota en la piscina del colegio?
La pelota es huecaPorque su densidad promedio es menor que la del agua de la piscina.
El aire dentro de la pelota reduce su densidad total.
¿Qué tipo de pregunta de PAES podría caer sobre flotabilidad?
Problemas numéricosCálculo de fuerza de empuje o comparación de densidades en contextos reales.
¡Practica con ejemplos de barcos en Chile para dominar el tema!