Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes se da también en el aire, con un volumen muy grande de gas o de aire caliente que es más ligero que el aire, se pueden levantar grandes pesos

El principio de Arquímedes dice que en los objetos que se encuentran en un fluido, como el agua existe una fuerza de flotación dirigida hacia arriba, que se aplica a los objetos que se encuentran en él. Es esta fuerza la que hace que un objeto flote o la que le hace parecer más ligero en el agua cuando no flota.

Esta fuerza de empuje es igual al peso de un volumen de fluido igual al volumen del objeto que está en este fluido. Para un objeto que sobresale de la superficie del agua es sólo el volumen de esa parte la que debe tenerse en cuenta. La fuerza de empuje es igual al peso del volumen de agua desalojada.

La leyenda de Arquímedes

La leyenda dice que Arquímedes estaba en el baño cuando descubrió esta ley. Salió gritando :¡Eureka! (es decir ¡lo encontré! en griego antiguo, la lengua de su época). Utilizó su teoría para el rey Hierón II para ver si una corona que había mandado hacer había sido realizada en oro puro, u oro mezclado con otro metal.

Ejemplos prácticos

Es esta fuerza la que "lleva" los barcos y hace que no se hundan, incluso si son de hierro. Para que un barco flote, es necesario que el peso del volumen de agua que desplaza sea mayor que el peso del barco. El agua pesa una tonelada por metro cúbico, el hierro pesa 8 toneladas por metro cúbico. Pero ya que hay mucho espacio vacío dentro de un barco, este pesa de media, menos de una tonelada por metro cúbico, por lo que el principio de Arquímedes es suficiente para hacerle flotar.

Es fácil sentir esta fuerza en una bañera, tomando una botella de plástico vacía con la tapa bajo el agua. Cuanto más grande es la botella, mayor es la fuerza que se necesita para mantenerla bajo el agua.

El principio de Arquímedes no se aplica solo en el agua, el aire también lleva a cabo esta fuerza, pero como es mucho más ligero que el agua, necesitamos volúmenes mucho más grandes para tener la misma fuerza. Así es como los globos pueden subir, flotando en el aire.

Fórmula

$P_{A}=V_{d}\times M_{f}\times g$

donde:

• $V_{d}$ es el volumen desplazado, en m³
• $M_{f}$ es la densidad del fluido, en kg/m³
• $P_{A}$ es el peso del fluido, en newtons (N)
• $g$ es la aceleración de la gravedad, en N/kg. En el planeta Tierra, $g$ es aproximadamente 9.81

Referencias

• Este artículo ha sido traducido al idioma español a partir de la página Poussée d'Archimède de Vikidia en francés.