Flotabilidad es el nombre dado a fuerza ejercido por un líquido sobre un objeto sumergido total o parcialmente en él. También conocido como Principio de Arquimedes, el empuje siempre tiene una dirección vertical y una dirección ascendente.
Tan pronto como un objeto se sumerge en un fluido, comienza a desplazarlo. El empuje corresponde al Peso del volumen de líquido desplazado por el objeto, por lo que podemos definir matemáticamente la flotabilidad de la siguiente manera:
E = PDES
E = mDISTRITO gramo
Sabiendo que el densidad es el resultado de la relación entre la masa y el volumen de una sustancia, podemos escribir que:
d = m / V → m = d. V
Reescribiendo la ecuación de empuje, tenemos:
E = dL. VDES. gramo
Para esta ecuación, tenemos que:
DL= densidad del líquido;
VDES= volumen de líquido desplazado;
gramo = aceleración de la gravedad.
NOTA: El volumen de líquido desplazado corresponde exactamente al volumen sumergido del objeto en el líquido.
¿Cómo surge la flotabilidad?
La flotabilidad surge debido a la diferencia en
presión existente entre la parte inferior y superior de un objeto sumergido en un fluido. LA presión en la parte inferior, debido a la mayor profundidad, es mayor que la presión en la parte superior, lo que da como resultado la aparición de una fuerza vertical ascendente, la flotabilidad.¿Quién explicó el empuje?
Esta fuerza fue explicada por Arquímedes, un matemático e ingeniero griego a quien un rey le encargó que mostrara si su corona era de oro macizo o si había impurezas mezcladas con ella. Mientras se bañaba en una bañera, notó que el agua salía de la bañera al entrar y que su cuerpo estaba sometido a una especie de fuerza. A partir de ahí, pudo desarrollar su idea sobre la flotabilidad y afirmar que:
“Todo cuerpo sumergido en un fluido es afectado por una fuerza vertical y ascendente que corresponde al volumen de líquido desplazado por el cuerpo ”.
casos de fluctuación
1) Fregaderos corporales:
Si un objeto sumergido en un fluido se hunde, podemos decir que su densidad es mayor que la del líquido y que su peso es mayor que la flotabilidad.
2) Cuerpo en equilibrio
Si las densidades del cuerpo y de los fluidos son iguales, el cuerpo permanecerá en equilibrio en el fluido y podemos decir que la flotabilidad es igual al peso corporal.
3) Cuerpo flotante:
Un objeto flota sobre la superficie de un líquido cuando su densidad es menor que la densidad del líquido. En este caso, el empuje que actúa sobre el cuerpo es mayor que su peso.
Ejemplo de aplicacion
Los submarinos utilizados por las Fuerzas Armadas son un ejemplo clásico de la aplicación del empuje. Mientras el submarino permanece flotando en la superficie del agua, podemos decir que el empuje es igual a peso y el recipiente permanece en equilibrio. Para sumergirse, el submarino llena algunos depósitos con agua, por lo que su el peso se vuelve mayor que el empuje y se hunde.
Por Joab Silas
Licenciada en Física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-empuxo.htm