Calculadora de flotabilidad
Calcula la fuerza de empuje hacia arriba sobre cualquier objeto con el principio de Arquímedes, F = ρ × V × g. Elige un fluido y la gravedad, introduce el volumen y añade la masa del objeto para ver si flota, qué parte queda bajo la superficie o cuánto pesa bajo el agua.
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Cómo usar Calculadora de flotabilidad
- Elige el fluido o elige Personalizada y escribe su densidad.
- Elige la gravedad (la Tierra por defecto).
- Introduce el volumen desplazado y su unidad. Para un objeto totalmente sumergido es el volumen del objeto.
- Marca la comprobación de flota/se hunde e introduce la masa del objeto para comparar densidades.
- Lee la fuerza de empuje, el veredicto y el cálculo, y luego compara fluidos en la tabla.
Principio de Arquímedes
Un cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desplaza:
Fb = ρfluido × Vdesplazado × g
La fuerza se debe a la diferencia de presión entre la parte inferior y la superior del objeto: la presión aumenta con la profundidad (P = ρgh), así que el empuje hacia arriba sobre las caras inferiores es mayor que el empuje hacia abajo sobre las caras superiores. En un objeto que flota, el volumen desplazado es solo la parte bajo la superficie, y en equilibrio la fuerza de empuje es exactamente igual al peso del objeto.
Densidades típicas de fluidos
| Fluido | Densidad (kg/m³) | Fuerza por litro en la Tierra |
|---|---|---|
| Aire (nivel del mar, 15 °C) | 1.225 | 0.012 N |
| Gasolina | ~740 | 7.26 N |
| Etanol | 789 | 7.74 N |
| Aceite de oliva | ~911 | 8.93 N |
| Agua dulce (4 °C) | 1000 | 9.81 N |
| Agua de mar | ~1025 | 10.05 N |
| Glicerina | 1260 | 12.36 N |
| Mercurio | 13,534 | 132.7 N |
Sólidos comunes: ¿flotan o se hunden en el agua?
| Material | Densidad aprox. (kg/m³) | En agua dulce |
|---|---|---|
| Corcho | ~240 | Flota, ~24% sumergido |
| Madera de pino | ~500 | Flota, ~50% sumergido |
| Madera de roble | ~700 | Flota, ~70% sumergido |
| Hielo | 917 | Flota, ~92% sumergido |
| Aluminio | 2700 | Se hunde |
| Acero | ~7850 | Se hunde (flota en mercurio) |
| Oro | 19,300 | Se hunde (incluso en mercurio) |
Los barcos de acero flotan porque su casco encierra un gran volumen de aire, así que la densidad media de todo el barco es menor que la del agua.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la flotabilidad?
El principio de Arquímedes: la fuerza de empuje es igual al peso del fluido desplazado, F_b = ρ_fluido × V_desplazado × g. En agua dulce en la Tierra, 1 litro desplazado da unos 9.81 N (1 kgf) de empuje.
¿Cómo sé si un objeto flotará?
Compara densidades. Si la densidad media del objeto (masa ÷ volumen) es menor que la del fluido, flota; si es mayor, se hunde; si es igual, tiene flotabilidad neutra y queda suspendido.
¿Qué parte de un objeto que flota queda bajo el agua?
La fracción sumergida es igual a ρ_objeto ÷ ρ_fluido. El hielo (unos 917 kg/m³) en agua de mar (1025 kg/m³) flota con aproximadamente un 89% bajo la superficie.
¿Por qué es más fácil flotar en el mar?
El agua de mar es alrededor de un 2.5% más densa que el agua dulce, y el agua muy salada como la del mar Muerto es más de un 20% más densa, así que el mismo volumen desplazado produce más fuerza hacia arriba.
¿La gravedad cambia que algo flote?
No. La gravedad escala por igual el peso y la fuerza de empuje, así que flotar o hundirse depende solo de la densidad. Lo que sí cambia es el tamaño de las fuerzas: en la Luna son aproximadamente una sexta parte de las de la Tierra.
¿Qué es el peso aparente?
Es el peso menos la fuerza de empuje: lo que marca una báscula cuando el objeto cuelga totalmente sumergido. Un bloque de acero de 7.85 kg (1 L) pesa unos 6.85 kgf en agua dulce.
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