Empuje de Arquímedes
El empuje de Arquímedes se calcula con el volumen y la densidad del fluido: un cuerpo de 1.000 litros desplaza 998 kg de agua dulce y recibe 9.789 N de empuje. La calculadora indica también si flota y resuelve globos.
Ejemplo: ¿Qué quieres calcular: Cuerpo en un líquido o en el aire · Masa del cuerpo 800 kg · Volumen del cuerpo 1000 litros · Líquido o gas: Agua dulce (998,2 kg/m³) → Empuje: Empuje 9789 N, el cuerpo flota. Fuente: Wikipedia – Archimedisches Prinzip. Actualizado: .
Cómo se calcula
Según Arquímedes, el empuje es igual al peso del fluido desplazado: E = ρ · V · g, con la densidad ρ del fluido, el volumen sumergido V y g = 9,80665 m/s². No depende de la forma ni del material del cuerpo.
Flotar, quedar entre dos aguas, hundirse
Que un cuerpo flote depende de su densidad media: si es menor que la del fluido, flota y se hunde solo hasta que el empuje sostiene su peso (parte sumergida = densidad del cuerpo dividida entre la del fluido). Si son iguales, queda entre dos aguas; si es mayor, se hunde. La carga útil muestra cuántos kilos puede admitir aún un barco antes de quedar totalmente sumergido.
Globos
Un globo asciende porque su gas es más ligero que el aire ambiente. La fuerza ascensional es el volumen por la diferencia de densidades: unos 1,04 kg por m³ con helio y 1,12 kg por m³ con hidrógeno. El aire caliente se aligera con la temperatura: a 100 °C pesa solo 0,946 kg/m³ y da unos 0,26 kg de sustentación por m³.
- Volumen en litros: 1.000 litros son 1 m³.
- El agua de mar sostiene más que la dulce porque es más densa.
- La masa propia de la envoltura, la cesta y el quemador se resta de la fuerza ascensional.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el empuje?
E = ρ · V · g: densidad del fluido por volumen desplazado por 9,81 m/s². Para 1 litro de agua son unos 9,79 N, casi el peso de 1 kg.
¿Cuándo flota un cuerpo?
Cuando su densidad media es menor que la del líquido. La madera de 800 kg/m³ flota en agua con cerca del 80 % sumergido.
¿Cuánto puede llevar un globo de aire caliente?
Con 100 °C dentro y 20 °C fuera, 2.800 m³ dan unos 720 kg de sustentación. Restando envoltura, cesta y quemador, queda la carga útil.
Fuentes y base legal
- Wikipedia – Archimedisches Prinzip
- Wikipedia – Buoyancy
- Wikipedia – Dichte (densidad: tablas para líquidos y gases)
- Wikipedia – Heißluftballon (globo aerostático: empuje a partir de la diferencia de densidad)
Última actualización: · Principios editoriales
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