Skip to content
Este artículo tiene fines educativos. Te animamos a verificar con fuentes oficiales.
Concepto básico

¿Qué es la flotabilidad?

Fuerza hacia arriba

Es la fuerza que empuja hacia arriba a los objetos sumergidos en un líquido.

Cuando estás en la playa de Los Roques y sientes que el agua te sostiene, ¡es la flotabilidad!

Fuerza de empuje

¿Qué fuerza contrarresta el peso de un objeto en el agua?

Empuje hacia arriba

La fuerza de empuje o flotabilidad.

Por eso cuando tiras una piedra al río Guaire, se hunde: su peso gana a la fuerza de empuje.

Principio de Arquímedes

¿Qué dice el principio de Arquímedes?

Peso del líquido desplazado

Un objeto sumergido recibe un empuje igual al peso del líquido que desplaza.

¡Es como cuando llenas un vaso de agua hasta el tope y al meter un huevo, se derrama agua!

Densidad

¿Qué es la densidad de un objeto?

Masa por unidad de volumen

Es cuánta masa tiene un objeto por cada unidad de volumen que ocupa.

Una arepa es menos densa que una piedra del mismo tamaño.

ρ=mV
Flotar vs hundirse

¿Cuándo un objeto flota en el agua?

Densidad menor que el agua

Cuando su densidad es menor que la del agua.

Por eso un trozo de madera flota pero una moneda de 10 céntimos se hunde.

Ejemplo local

¿Por qué flota un barco en el Lago de Maracaibo?

Diseño inteligente

Porque su forma desplaza mucho agua y su densidad total es menor que la del agua.

Aunque el barco pesa toneladas, su casco hueco hace que flote.

Densidad del agua

¿Cuál es la densidad del agua dulce?

1 gramo por cm³

Aproximadamente 1 g/cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 a temperatura ambiente.

El agua del río Orinoco tiene casi esta densidad.

ρagua1 g/cm3
Densidad del agua salada

¿El agua de mar es más densa que la dulce?

Sí, por la sal

Sí, porque la sal aumenta la densidad del agua.

Por eso en el mar Caribe flotas más fácil que en el río Orinoco.

ρmar>1 g/cm3
Fórmula de flotabilidad

¿Cuál es la fórmula de la fuerza de empuje?

E = ρ·V·g

La fuerza de empuje es igual a la densidad del líquido por el volumen desplazado por la gravedad.

Es la famosa fórmula de Arquímedes aplicada.

E=ρliquidoVdesplazadog
Ejemplo cotidiano

¿Por qué flota un globo lleno de aire en el agua?

El aire es menos denso

Porque el aire dentro del globo es menos denso que el agua.

Si inflas un globo y lo sueltas en una piscina, ¡flota como un barco en miniatura!

Comparación de densidades

¿Qué es más denso: el agua o el aceite?

El agua

El agua es más densa que el aceite.

Por eso el aceite flota sobre el agua en la cocina.

Objeto sumergido

Si un objeto desplaza 500 cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 de agua, ¿cuál es su fuerza de empuje?

Peso del agua desplazada

500 gramos-fuerza (porque 1 cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 de agua pesa 1 gramo).

¡Es como si el agua te estuviera diciendo 'te empujo con 500 gramos'!

E=500 gf
Cálculo de densidad

Un cubo de queso de mano tiene 200 g ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 de masa y 150 cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG1 de volumen. ¿Flota?

Calcula densidad

No flota, su densidad es 1.33 g/cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 (mayor que el agua).

El queso de mano es más denso que el agua, por eso se hunde en el café con leche.

ρ=200 g150 cm3=1.33 g/cm3
Ejemplo en la playa

¿Por qué una pelota de playa flota en Los Roques?

Llena de aire

Porque está llena de aire, que es menos denso que el agua.

Si le haces un agujero y sale el aire, ¡la pelota se hunde!

Unidad de medida

¿En qué unidades se mide la densidad?

g/cm³ o kg/m³

Se mide en gramos por centímetro cúbico o kilogramos por metro cúbico.

1 g/cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 = 1000 kg/m^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG1.

[ρ]=masavolumen
Fuerza neta

¿Qué pasa si el peso es mayor que la fuerza de empuje?

El objeto se hunde

El objeto se hunde porque la fuerza neta es hacia abajo.

Como cuando tiras una piedra al río Guaire: gana el peso.

Fuerza neta 2

¿Qué pasa si la fuerza de empuje es mayor que el peso?

El objeto flota

El objeto flota porque la fuerza neta es hacia arriba.

Como cuando te acuestas en la piscina y el agua te sostiene.

Equilibrio

¿Cuándo un objeto flota en equilibrio?

Empuje igual a peso

Cuando la fuerza de empuje es igual al peso del objeto.

¡Es como cuando te balanceas en una hamaca en el patio de tu casa!

E=P
Ejemplo del Metro

¿Por qué los vagones del Metro de Caracas no se hunden en el agua?

Están diseñados para flotar

Porque su diseño hace que desplacen suficiente agua para que la fuerza de empuje los sostenga.

Aunque pesan toneladas, su forma hueca los hace flotar.

Densidad crítica

¿Qué densidad debe tener un objeto para flotar en agua?

Menos de 1 g/cm³

Debe tener una densidad menor que 1 g/cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0.

El corcho, la madera y el plástico cumplen esta condición.

ρobjeto<1 g/cm3
Volumen desplazado

Si un barco desplaza 1000 m^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 de agua, ¿cuál es su fuerza de empuje?

Peso del agua desplazada

Aproximadamente 10 000 000 newtons (10 000 kgf ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0).

¡Es como si el agua estuviera empujando con el peso de 1000 elefantes!

E=ρaguaVg=1000 kg/m31000 m39.8 m/s2
Materiales que flotan

Nombra 3 materiales que flotan en el agua

Madera, plástico, corcho

Madera, plástico y corcho.

Todos tienen densidad menor que 1 g/cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0.

Materiales que se hunden

Nombra 3 materiales que se hunden en el agua

Piedra, metal, vidrio

Piedra, metal y vidrio.

Todos tienen densidad mayor que 1 g/cm^{3} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0.

Agua y densidad

¿Cambia la densidad del agua con la temperatura?

Sí, disminuye al calentarse

Sí, el agua caliente es menos densa que el agua fría.

Por eso en el mar Caribe, donde el agua está caliente, flotas un poquito más.

Flotabilidad en aceite

¿Flota un huevo en aceite?

Sí, porque el aceite es menos denso que el huevo.

Prueba esto en tu cocina: el huevo flota en el aceite pero se hunde en el agua.

Presión en líquidos

¿Aumenta la presión con la profundidad en el agua?

Sí, aumenta

Sí, la presión aumenta con la profundidad en los líquidos.

Por eso los buzos en el Archipiélago de Los Roques sienten más presión a mayor profundidad.

P=ρgh
Ejemplo del río Orinoco

Si tiras una botella de plástico al río Orinoco, ¿qué pasa?

Flota

Flota porque el plástico es menos denso que el agua del río.

¡Incluso si la botella está llena de aire, flotará como un barco en miniatura!

Flotabilidad en piscina

¿Por qué puedes flotar más fácil en el mar que en una piscina?

El agua salada es más densa

Porque el agua salada del mar es más densa que el agua dulce de la piscina.

En el mar Caribe flotas como un corcho, pero en la piscina de tu casa te hundes un poquito más.

Fórmula simplificada

¿Cuál es la fórmula simplificada de la densidad?

ρ = m/V

Densidad es masa dividida entre volumen.

¡Es como repartir una pizza entre tus amigos: a más amigos, menos pizza por persona!

ρ=mV

Fuentes

  1. en.wikipedia.org
  2. www.jstor.org
  3. web.archive.org
  4. search.worldcat.org
  5. iopscience.iop.org
  6. arxiv.org
  7. ui.adsabs.harvard.edu
  8. doi.org
  9. api.semanticscholar.org
  10. www.britannica.com
  11. www.grc.nasa.gov
  12. www.google.com
  13. scholar.google.com
  14. www.merriam-webster.com
  15. www.pw.live