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¿Qué es la flotabilidad?

Se dice que un cuerpo está flotando cuando permanece suspendido en un fluido (líquido o gas).

La flotabilidad es una fuerza ascendente que ejerce un fluido sobre un objeto. Esta fuerza es de sentido contrario al peso del cuerpo sumergido y opone resistencia a que este se hunda. La fuerza de flotación es igual al peso del fluido desplazado por el objeto. 

Un oso polar flotando
Pixabay/Abenakis. Oso (Pixabay License)
Muchos globos aerostáticos de colores
Pixabay/Pexels. Globo (Pixabay License)


Flotabilidad y densidad

Cuando los cuerpos están en reposo, podemos decir que la flotabilidad de un cuerpo en un fluido depende de la densidad de ambos:

  • Si el cuerpo tiene mayor densidad que el fluido, el cuerpo se hundirá.
  • Si el cuerpo tiene menor densidad que el fluido, flotará.

La flotabilidad puede ser:

  • Positiva: cuando el cuerpo tiende a ascender dentro del fluido.
  • Negativa: cuando el cuerpo tiende a descender dentro del fluido.
  • Neutra: cuando el cuerpo se mantiene en suspensión dentro del fluido.

Ver vídeo.

Fuerza y flotabilidad

Sin embargo, la flotabilidad no puede explicarse solamente en términos de densidad, sino que podemos encontrar la causa de la flotabilidad en un simple balance de fuerzas entre el peso y la presión ejercida por los fluidos que rodean al cuerpo. La flotabilidad de un cuerpo dentro de un fluido estará determinada por las diferentes fuerzas que actúen sobre el mismo y el sentido de las mismas. Solamente así podríamos explicar cómo un avión es capaz de mantenerse en el aire.

Avión volando visto de atrás
Pixabay/Lars_Nissen. Avión (Pixabay License)

Principio de Arquímedes

Arquímedes descubrió un principio de hidrostática conocido como el Principio de Arquímedes, que plantea que todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo experimenta un empuje vertical de abajo hacia arriba igual al peso del fluido desalojado.  A esta fuerza se la denomina empuje hidrostático o de Arquímedes y, como cualquier otra fuerza, se mide en Newton.

Fuerza de empuje y peso representados sobre un dibujo de un submarino en un fondo marino
Pixabay/Artworkids. Submarino (Pixabay License)

Se dice que Arquímedes comprobó que una corona no era de oro usando un experimento basado en la flotabiliadad. Consistía en una balanza en cuyos extremos había colocado la corona y un lingote de oro puro con el mismo peso que el de la corona. Dos objetos del mismo peso y mismo material tienen que tener obligatoriamente el mismo volumen y el empuje del líquido sobre ellos sería el mismo. Si la corona no fuera de oro puro, el volumen sería diferente al del lingote y, por tanto, la fuerza de empuje también lo sería, haciendo desnivelar la balanza. Así fue como descubrió el engaño

Experimento sumergiendo en líquido una corona y un lingote de oro
Wikimedia Commons/Tonyle. Oro ( Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported)

Aplicaciones del dominio de la flotabilidad

El cálculo y modificación de la capacidad de flotación de un cuerpo tiene importantes aplicaciones en la vida cotidiana como pueden ser:

  • Diseño de naves: barcos y submarinos.
Un submarino y un barco
Pixabay/Noupload. Submarino (Pixabay License)
  • Diseño de aerostatos: globos y zepelines.
Zepelín
Pixabay/mwewering. Zepelín (Pixabay License)
  • Práctica de deportes subacuáticos: submarinismo.
Submarinista
Pixabay/joakant. Submarinista (Pixabay License)

Definición de flotabilidad

Lee y completa

Se dice que un cuerpo está cuando permanece en un fluido (líquido o gas).

La es una fuerza que ejerce un sobre un objeto. Esta es de sentido al del cuerpo sumergido y opone a que este se . La fuerza de flotación es igual al del fluido por el objeto. 

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Completa

Lee el párrafo que aparece abajo y completa las palabras que faltan.

Cuando los cuerpos están en reposo, podemos decir que la flotabilidad de un cuerpo en un fluido depende de la de ambos:

  • Si el cuerpo tiene mayor densidad que el fluido, el cuerpo se .
  • Si el cuerpo tiene menor densidad que el fluido, .

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Pregunta de Elección Múltiple

Pregunta

Cuando el cuerpo tiende a ascender dentro del fluido, la flotabilidad es...

Respuestas

Positiva

Negativa

Neutra

Retroalimentación

Pregunta

Cuando el cuerpo se mantiene en suspensión dentro del fluido, la flotabilidad es...

Respuestas

Positiva

Negativa

Neutra

Retroalimentación

Pregunta

Cuando el cuerpo tiende a descender dentro del fluido, la flotabilidad es...

Respuestas

Positiva

Negativa

Neutra

Retroalimentación

¿Sí o no?

Indica si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos

Pregunta 1

La flotabilidad puede explicarse solamente en términos de densidad. 

Pregunta 2

La causa de la flotabilidad se puede explicar como un balance de fuerzas entre el peso y la presión ejercida por los fluidos que rodean al cuerpo. 

Pregunta 3

Un avión flota porque es menos denso que el aire.

¡Eureka!

Temporalización:
1 hora
Grupo:
4 participantes

Busca información en internet y haz una presentación usando herramientas digitales sobre Arquímedes. Trata entre otros temas los siguientes:

  • ¿Quién fue?
  • ¿En qué época vivió?
  • Descubrimientos e invenciones.
Escultura del busto de Arquímedes
Pixabay/www-erzetich-com. Arquímedes (Pixabay License)

Experimenta

Temporalización:
15 minutos
Grupo:
4 participantes
  1. Coge una moneda y métela en un vaso con agua. ¿Se hunde? ¿Por qué?
  2. Coge un corcho y mételo en un vaso con agua ¿Flota? ¿Por qué?
  3. Coge un huevo y mételo en agua. ¿Flota?
  4. Ahora echa sal y disuélvela con una cucharilla. Sigue echando sal hasta que ya no se disuelva más. ¿Ahora flota?
  5. ¿Por qué crees que se ha producido este cambio? Busca información en internet si no sabes la respuesta.
Huevo en un vaso de agua
Pixabay/VViktor. Huevo (Pixabay License)