La flotabilidad determina si un objeto flotará o se hundirá. Mide la diferencia de la densidad de un objeto y el fluido o gas que desplaza. La flotabilidad mide dos fuerzas competidoras. Una fuerza es la presión hacia abajo del objeto sobre el fluido. La otra fuerza es la presión hacia arriba del fluido sobre el objeto.
El Principio de Arquímedes
El descubrimiento de la flotabilidad se le atribuye al matemático griego Arquímedes (c 287-212 aC). Mientras comparaba el peso de la supuesta corona de oro del rey con otras sustancias, Arquímedes dejó caer la corona en el agua. Notó que algunas monedas de oro se hundían más rápido en el fondo de la bañera. La flotabilidad se aplica a muchos entornos, desde embarcaciones que inspeccionan el fondo oceánico hasta globos meteorológicos que recogen datos en las capas altas de la estratosfera terrestre. Los tres tipos de flotabilidad son positivos, negativos y neutros.
Flotabilidad positiva
La flotación positiva se produce cuando un objeto es más ligero que el fluido que desplaza. El objeto flotará porque la fuerza de flotación es mayor que el peso del objeto. Un nadador experimenta una gran cantidad de fuerza de flotación. El Mar Muerto de Israel es famoso por atraer a turistas flotantes. El agua salada es menos densa que el agua dulce y proporciona una mayor fuerza de flotación. Las fuerzas flotantes y netas no son lo mismo. El volumen y la densidad de un objeto determinan su flotabilidad.
Flotabilidad negativa
La flotabilidad negativa se produce cuando un objeto es más denso que el fluido que desplaza. El objeto se hundirá porque su peso es mayor que la fuerza de flotación. Un submarino está diseñado para operar bajo el agua almacenando y liberando agua a través de tanques de lastre. Si se da la orden de descender, los tanques absorben agua y aumentan la densidad del buque. Arquímedes descubrió que la corona del rey estaba hecha de una sustancia menos boyante que las monedas de oro hundidas.
Flotabilidad neutra
La flotabilidad neutra ocurre cuando el peso de un objeto es igual al fluido que desplaza. Un buzo está entrenado en técnicas para regular la flotabilidad bajo el agua. Nadar en posición horizontal y tomar respiraciones profundas y largas permiten que el buzo se propulse hacia adelante, no hacia arriba. Flotación de control de peces a través de una vejiga natatoria interna. Similar a un submarino, la vejiga se llena de gas como medio para alterar la flotabilidad.
Un globo flotante
La flotabilidad determina la facilidad de un globo flotante. El hidrógeno, el helio y el aire caliente son los gases ideales para la aviación de globos. A diferencia de los líquidos y los sólidos, las moléculas de gas se separan más. Este espacio vacío aumenta el volumen y disminuye la densidad. Los astrónomos usan globos de aire caliente no tripulados para recolectar imágenes claras del cosmos.
