La fuerza boyante

Cuando cualquier objeto se sumerge en un líquido, estaría sujeto a una fuerza hacia arriba que se denomina fuerza de flotación. Debido al empuje hacia arriba, el peso de los cuerpos sumergidos en líquidos parece ser menor que su peso original en el aire. La fuerza de flotabilidad facilita la natación y también evita que los barcos se hundan. El experimento de la balanza de resorte prueba la existencia de una fuerza de flotación. Un objeto suspendido de una balanza de resorte tiene diferentes pesos en el aire y en cualquier líquido.

Un filósofo antiguo, Arquímedes descubrió que la fuerza de flotación que actúa sobre cualquier objeto es equivalente al peso del líquido desplazado por el objeto.

Su descubrimiento es aplicable a los objetos colocados en todos los fluidos. Los globos que se elevan, los aviones que vuelan, etc. prueban sus descubrimientos.

En el caso de los aviones que vuelan, la fuerza de flotación sobre ellos es equivalente al peso del aire desplazado por ellos.

Cualquier objeto hecho de hierro se hunde en el agua ya que la densidad del hierro es mayor que la del agua. Pero los barcos son similares a objetos huecos. Contienen superficies exteriores de hierro o acero. Debido a su oquedad, su densidad media es menor que la del agua. Por tanto, el peso del agua desplazada por los barcos sería igual al peso total de los barcos.

Arquímedes descubrió que la fuerza de flotación es directamente proporcional a la densidad del líquido. Cuanto mayor sea la densidad, mayor será la fuerza de flotación y viceversa. Por ejemplo, el hierro es menos denso que el mercurio. Por lo tanto, un objeto de hierro flota en mercurio. Pero, el hierro es más denso que el agua. Por lo tanto, un objeto de hierro se hunde en el agua. Por lo tanto, es obvio que todos los sólidos flotan en los fluidos si sus densidades son menores que los fluidos.

Arquímedes entendió que hay tres casos especiales relacionados con su estudio sobre la fuerza de flotabilidad. El peso de un objeto puede ser mayor que la fuerza de flotación. El peso de los objetos es equivalente a la fuerza de flotación. El peso de los objetos es menor que la fuerza de flotación.

En el primer caso, los objetos se hunden. En segunda instancia, los objetos flotan. En el último caso, los objetos se elevan hasta que la fuerza de flotación iguala el peso de los objetos, ¡entonces comienzan a flotar!.

La fuerza de flotación no está influenciada por la naturaleza de los cuerpos sólidos. Pero sí depende del volumen del cuerpo sólido.