Calculadora de Flotabilidad
Halla la fuerza de empuje sobre un objeto sumergido.
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Cómo funciona
La flotabilidad es la fuerza hacia arriba que un fluido ejerce sobre cualquier objeto colocado en él, y esta calculadora halla esa fuerza usando el principio de Arquímedes. Introduces la densidad del fluido y el volumen de fluido que el objeto desplaza, con la gravedad por defecto en el valor terrestre, y devuelve la fuerza de empuje en newtons. El principio de Arquímedes, descubierto hace más de dos mil años, establece que la fuerza de empuje es igual al peso del fluido desplazado, por eso un fluido denso como el agua de mar levanta los objetos con más fuerza que el agua dulce. Que un objeto flote o se hunda depende de comparar esta fuerza de empuje con el peso del objeto: si el empuje es mayor, flota; si es menor, se hunde; si es igual, queda suspendido. Este principio explica cómo los barcos de acero flotan al desplazar un gran volumen de agua, cómo los submarinos sumergen y emergen ajustando su desplazamiento, cómo los globos suben por el aire, y cómo un hidrómetro mide la densidad de un líquido. Ingenieros que diseñan embarcaciones y físicos que analizan fluidos lo usan constantemente.
F = ρ · g · V
El principio de Arquímedes establece que la fuerza de empuje hacia arriba sobre un objeto es igual al peso del fluido que desplaza. Ese peso es la densidad del fluido multiplicada por el volumen desplazado para obtener la masa, y luego por la aceleración de la gravedad para obtener la fuerza. Así que la fuerza de empuje es densidad por gravedad por volumen, actuando hacia arriba, independiente del peso del objeto o de su material.
Fuente:Fluid mechanics (Archimedes' principle)
Revisamos todas nuestras herramientas de vez en cuando para garantizar su precisión.
Ejemplo resuelto
Cómo usar esta calculadora
- 1
Introduce tus valores
Introduce fluid density (ρ) y displaced volume (v).
- 2
Ajusta las opciones
Ajusta gravity (optional) si corresponde — ya hay valores predeterminados sensatos.
- 3
Lee tu resultado
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Preguntas frecuentes
¿Qué es la flotabilidad?
La flotabilidad es la fuerza hacia arriba que un fluido ejerce sobre un objeto sumergido en él, oponiéndose al peso del objeto. Surge porque la presión en un fluido aumenta con la profundidad, así que la presión hacia arriba en la parte inferior de un objeto supera la presión hacia abajo en su parte superior. El resultado neto es un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desplazado.
¿Qué es el principio de Arquímedes?
El principio de Arquímedes establece que la fuerza de empuje sobre un objeto sumergido o flotante es igual al peso del fluido que desplaza. Esta regla elegante significa que no necesitas analizar distribuciones de presión complejas; simplemente calculas el peso del fluido desplazado. Se aplica a cualquier fluido, líquido o gas, y a objetos total o parcialmente sumergidos por igual.
¿Por qué algunos objetos flotan y otros se hunden?
Un objeto flota si la fuerza de empuje que lo empuja hacia arriba es al menos igual a su peso que lo tira hacia abajo, lo que ocurre cuando el objeto es menos denso que el fluido en conjunto. Un barco de acero flota porque su forma hueca desplaza suficiente agua para generar un gran empuje, aunque el acero sea más denso que el agua. Un bloque macizo de acero se hunde porque desplaza muy poco.
¿La flotabilidad depende del fluido?
Sí. La fuerza de empuje es proporcional a la densidad del fluido, así que los fluidos más densos producen mayor flotabilidad para el mismo volumen desplazado. Por eso flotas más fácilmente en el agua salada del mar que en agua dulce, y por eso el Mar Muerto, con su alto contenido de sal, hace que los nadadores floten en la superficie. El aire, mucho menos denso, provee muy poca flotabilidad.
¿Qué es el volumen desplazado?
El volumen desplazado es el volumen de fluido apartado por el objeto, que para un objeto totalmente sumergido es igual al propio volumen del objeto. Para un objeto flotante, solo la parte sumergida desplaza fluido, así que el volumen desplazado es menor que el total. Introduce el volumen de fluido realmente apartado para obtener la fuerza de empuje correcta.