Principio de Arquímedes – flotación, hundimiento y presión en líquidos

Qué muestra

Un objeto dentro de un líquido recibe una fuerza hacia arriba, el empuje, igual al peso del líquido que desaloja: E = ρ_líquido·g·V_sumergido, con g = 9,81 N/kg. Su peso es P = ρ_objeto·g·V. Que flote, quede en equilibrio dentro del líquido o se hunda depende de comparar las dos densidades, no solo de su tamaño. Un objeto que flota se estabiliza cuando la parte sumergida es justo la necesaria para que E sea igual a P. El mismo líquido ejerce una presión que crece linealmente con la profundidad, p = ρ·g·h, sea cual sea la forma del recipiente.

Cómo usarla

Ajusta la Densidad del objeto y la Densidad del líquido, pulsa Soltar objeto y observa las flechas P y E mientras el bloque entra en el líquido. Anota el volumen sumergido cuando el bloque queda en reposo y compáralo con el cociente entre las dos densidades. Prueba un metal denso en agua y luego sube la densidad del líquido hasta acercarla a la del mercurio. Por último, arrastra la sonda de presión hacia abajo y anota p a varias profundidades para graficar la presión frente a la profundidad.

Parámetros que puedes cambiar

• Densidad del objeto 100–12000 kg/m³
• Densidad del líquido 500–13600 kg/m³
• Volumen del objeto 50–1000 cm³
• Altura de la columna de líquido 20–100 cm
• Mostrar vectores de fuerza

Preguntas para explorar

1. ¿Qué fracción de su volumen queda sumergida en agua un bloque de densidad 600 kg/m³ que flota, y por qué?
2. Cuando un bloque flota en reposo, ¿el empuje es mayor, igual o menor que su peso?
3. ¿Cómo cambia la lectura de presión si duplicas la profundidad de la sonda en el mismo líquido?