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Calculadora de flotabilidad

Índice general

¿Qué es la fuerza de flotación?Ecuación de la fuerza de flotaciónCómo calcular la fuerza de flotaciónPreguntas frecuentes

Esta calculadora de flotabilidad es una sencilla herramienta que te permite calcular la fuerza de flotación en un abrir y cerrar de ojos. Todo lo que tienes que hacer es proporcionar la densidad de un fluido y el volumen sumergido de un objeto sumergido en dicho fluido, y utilizará la fórmula de la flotabilidad para estimar la fuerza que mantiene al objeto flotando.

Si te preguntas cómo calcular la fuerza de flotación a mano, no te preocupes: ¡te lo explicamos aquí!

¿Qué es la fuerza de flotación?

La flotabilidad, también llamada empuje, es la fuerza que actúa en dirección opuesta a la [fuerza gravitatoria] ](calc:438) y que impide que un objeto flotante se hunda. Cuando el objeto se sumerge en el agua (o en cualquier otro líquido), su peso tira de él hacia abajo. La flotabilidad se opone a ese peso y tiene una magnitud directamente proporcional al volumen de líquido que de otro modo ocuparía el espacio ocupado por el objeto, es decir, al volumen del líquido desplazado.

Otra situación en la que puedes observar el fenómeno de la flotabilidad es cuando objetos menos densos que el aire flotan sobre el suelo. Echa un vistazo a nuestra calculadora de globos de helio 🇺🇸 para ver un caso especial 🎈

Ecuación de la fuerza de flotación

Puedes calcular la fuerza de flotabilidad con la siguiente fórmula de flotabilidad:

F = ρ × V × g

donde:

  • ρ - Densidad del líquido en el que está sumergido el objeto, medida en kg/m³;
  • V - Volumen del líquido desplazado, medido en m³;
  • g - Aceleración gravitatoria en m/s²;
  • F - Fuerza de flotación.

Nuestra calculadora de flotabilidad tiene un valor por defecto para la aceleración gravitatoria de 9.81 m/s². Si quieres cambiar este valor, abre la sección Gravedad de la calculadora.

Cómo calcular la fuerza de flotación

Si quieres hallar la fuerza de flotación con cálculos paso a paso en lugar de utilizar nuestra calculadora de flotabilidad, sigue las instrucciones que aparecen a continuación:

  1. Obtén la aceleración gravitatoria en el lugar donde quieras medir la flotabilidad. Si sumerges el objeto en un líquido en la Tierra, no necesitas hacer ningún cambio en los valores por defecto. Supongamos, sin embargo, que deseas realizar un experimento en Marte. Entonces, la aceleración gravitatoria será igual a 3.24 m/s².

  2. Elige el líquido en el que quieres que se sumerja tu objeto. Digamos que es agua salada con una densidad de 1020 kg/m³. Nuestra calculadora de densidad puede resultarte útil si necesitas averiguar la densidad de los fluidos.

  3. Coloca el objeto en el agua y mide el volumen del líquido desplazado. Por ejemplo, supongamos que es igual a 0.03 m³.

  4. Introduce todos estos valores en la fórmula de la fuerza de sustentación o fuerza de flotación:

    F = ρ × V × g = 1020 × 0.03 × 3.24 = 99.14 N

  5. También puedes calcular el peso del líquido desplazado. Para hallar este resultado, basta con multiplicar el volumen por la densidad:

    P = ρ × V = 1020 × 0.03 = 30.6 kg

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la unidad SI de flotabilidad?

La unidad SI de la fuerza de flotación es Newton (N). Un Newton es la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 kilogramo a 1 metro por segundo al cuadrado desde el reposo.

¿Qué causa la flotabilidad?

La presión de un fluido aumenta con su profundidad. Este aumento de la presión del fluido provoca una fuerza ascendente para aliviar la presión, que llamamos fuerza de flotación.

¿Cuánta flotabilidad necesito para salvarme de morir ahogado?

Necesitas unos 30-50 newtons de fuerza de flotación para salvarte de morir ahogado. Por eso los chalecos salvavidas proporcionan más de 33 N de flotabilidad, que aumenta cuanto más pesa una persona.

¿Cómo mido el volumen de mi cuerpo utilizando la flotabilidad?

Para calcular el volumen de tu cuerpo en casa:

  1. Llena de agua hasta el borde, una bañera de forma regular.
  2. Métete en la bañera y sumérgete completamente. Los lados deben rebosar.
  3. Sal de la bañera y mide el volumen de agua que queda dentro.
  4. El cambio de volumen del agua es el volumen de tu cuerpo.
  5. ¡Diviértete fregando el desastre!

¿Cómo calculo la flotabilidad de una botella de agua de 1 L?

Estimamos la flotabilidad necesaria para un objeto mediante la fórmula F = ρ × V × g, donde ρ y V son la densidad y el volumen del objeto, respectivamente, y g es la aceleración debida a la gravedad. El agua tiene una densidad de 1000 kg/m3. Por tanto, la fuerza de flotación necesaria es 1000 kg/m3 × 1 L × 9.81 m/s2 = 9.81 N.

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