Una piedra se hunde. Una pelota de playa flota. Un enorme barco de acero también flota, aunque el acero es mucho más pesado que el agua. Entonces, ¿qué decide si algo flota o se hunde?
La respuesta es la flotabilidad.
El Agua Empuja Hacia Arriba
Cuando pones algo en el agua, el agua empuja hacia arriba sobre ello. Esa presión hacia arriba se llama fuerza de empuje. Al mismo tiempo, la gravedad jala el objeto hacia abajo. Si la fuerza de empuje hacia arriba es suficientemente fuerte para equilibrar el peso del objeto, el objeto flota. Si la gravedad gana, el objeto se hunde.
Los Objetos Empujan el Agua de Su Camino
Cuando un objeto entra al agua, ocupa espacio. El agua que antes estaba en ese espacio se empuja a un lado. Esto se llama desplazamiento. Cuanta más agua desplaza un objeto, mayor es la fuerza de empuje hacia arriba. Por eso la forma importa tanto.
La Densidad Es una Gran Pista
La densidad significa cuánta materia está empaquetada en cierta cantidad de espacio. Una piedra es densa porque mucha materia está empaquetada en un espacio pequeño. Una pelota de espuma es menos densa porque tiene mucho aire adentro. Si un objeto es más denso que el agua, generalmente se hunde. Si es menos denso que el agua, generalmente flota. Pero la forma puede cambiar la historia.
¿Por Qué Puede Flotar un Barco de Acero?
El acero es más denso que el agua. Una bola sólida de acero se hundiría. Pero un barco no es un bloque sólido de acero. Tiene una forma grande con mucho espacio lleno de aire adentro. Debido a esa forma, el barco distribuye su peso sobre un área grande y desplaza una enorme cantidad de agua.
La densidad promedio total del barco, incluyendo el aire dentro de él, es menor que la densidad del agua. Eso le permite flotar. Si el agua inunda el barco, los espacios de aire se llenan. El barco se vuelve más denso en general y puede hundirse.
¿Por Qué los Barcos Tienen Fondos Anchos?
Los barcos están diseñados para empujar suficiente agua a un lado. Un casco más ancho ayuda al barco a desplazar más agua. Más agua desplazada significa más fuerza de empuje hacia arriba. Por eso una canoa, un barco de carga y un crucero tienen formas diseñadas en torno a la flotabilidad, aunque se vean muy diferentes. Los ingenieros deben pensar cuidadosamente en el peso, la forma, el equilibrio y los materiales al diseñar cualquier cosa que flote.
La Gran Idea
Las cosas flotan cuando la fuerza de empuje hacia arriba del agua puede equilibrar su peso. La densidad importa, pero la forma también.
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Enqi Qi
voluntaria de Avanza STEM
Enqi es voluntaria de Avanza STEM y ayuda a planear las actividades de ciencias y matemáticas de nuestros talleres.