Calculadora de empuje (principio de Arquímedes)
Elige el fluido e introduce el volumen del cuerpo y su masa o su densidad. La calculadora aplica el principio de Arquímedes y te dice el empuje con el cuerpo totalmente sumergido, si flota o se hunde, qué parte queda bajo la superficie o cuánto pesa dentro del agua.
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Cómo se usa
- Elige el fluido o introduce otra densidad en kg/m³.
- Introduce el volumen del cuerpo y elige la unidad (1 L = 0,001 m³).
- Da la masa del cuerpo o su densidad si conoces el material.
- Consulta el empuje, si flota, y la parte sumergida o el peso aparente.
Fórmulas
- Empuje (totalmente sumergido): E = ρ fluido × V × g, con g = 9,80665 m/s².
- Peso: P = m × g. Densidad del cuerpo: ρ = m ÷ V.
- Si flota: fracción sumergida = ρ cuerpo ÷ ρ fluido; en equilibrio el empuje iguala al peso.
- Si se hunde: peso aparente = P − E.
Las densidades de la lista son valores típicos; el agua dulce se redondea a 1000 kg/m³ y el aire se toma a nivel del mar y 15 °C.
Ejemplo resuelto
Una botella cerrada de 2 L que pesa 1 kg, en agua dulce: E = 1000 × 0,002 × 9,80665 = 19,6133 N si la hundes, el peso es 9,80665 N, así que flota con 500 ÷ 1000 = 50 % bajo la superficie.
Un bloque de acero de 1 L (7850 kg/m³): masa 7,85 kg, peso 76,9822 N, empuje 9,80665 N, así que se hunde y en el agua pesa 67,1756 N.
Consejos
- Cuenta el volumen, no la forma. Solo importa el volumen de fluido desalojado.
- El agua salada empuja más. El mismo cuerpo flota un poco más alto en el mar que en un lago.
- Los gases también son fluidos. Elige aire para ver por qué sube un globo de helio: su densidad total, con la envoltura, debe ser menor que 1,225 kg/m³.
Preguntas frecuentes
¿Qué dice el principio de Arquímedes?
Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja, E = ρ × V × g, donde ρ es la densidad del fluido, V el volumen desalojado y g = 9,80665 m/s².
¿Cómo sé si algo flota?
Compara densidades. Si la densidad media del cuerpo es menor que la del fluido, flota; si es mayor, se hunde. El acero (unos 7850 kg/m³) se hunde en el agua, pero un barco de acero flota porque su casco encierra aire y su densidad media es baja.
¿Qué parte de un cuerpo que flota queda sumergida?
La fracción es el cociente de densidades, ρ cuerpo ÷ ρ fluido. El hielo, de unos 917 kg/m³, flota en agua dulce con cerca del 92 % bajo la superficie.
¿Qué es el peso aparente?
El peso menos el empuje, lo que marca un dinamómetro con el cuerpo colgado dentro del agua. Un bloque de acero de 1 L pesa 76,98 N en el aire y 67,18 N en el agua, como si tuviera una masa de 6,85 kg.