Si un objeto se hunde o flota depende de la densidad del objeto y del fluido en el que está inmerso. Un objeto que es más denso que un fluido se hundirá en el fluido mientras que un objeto que es menos denso flotará. Se dice que un objeto flotante es boyante. El inventor griego clásico Arquímedes fue el primero en comprender que la flotabilidad es una fuerza y así lo establece en un importante principio que lleva su nombre. El Principio de Arquímedes establece que cualquier objeto sumergido en un fluido o flotando en él es impulsado por una fuerza igual al peso del fluido desplazado.
Bola de hierro en agua
Considere una bola de hierro de volumen 1 cc (cm-cubed) sumergido en agua. Encuentre las densidades de hierro y agua de las tablas en un manual de química o libro de texto.
Tenga en cuenta que la densidad del hierro (7.87 g por cm-cubed) es mucho más alta que la densidad del agua (1 g por cm- en cubos).
Determine la fuerza de flotación que actúa sobre la bola de hierro multiplicando la densidad del agua por el volumen de agua desplazado: 1 gramo /cm-cubo x 1 cm-cubo = 1 g. La bola de hierro pesa 7.87 g, que es mayor que la fuerza de flotación, y por lo tanto la bola de hierro se hunde.
Globo de helio
Considera un globo que contiene 10,000 pies cúbicos (ft-cubed) de helio gaseoso Cerca de la superficie de la Tierra y a una temperatura de 68 grados Fahrenheit, la densidad del helio es de aproximadamente 0.02 libras (lb) por pie en cubos (pies cúbicos), y la densidad del aire es de aproximadamente 0.08 libras por pie cúbico.
Calcule el peso del aire desplazado de la siguiente manera: 10.000 pies cúbicos x 0.08 lbs /pies cúbicos = 800 lbs. Calcule el peso del helio en el globo: 10,000 pies-cubos x 0.02 lbs /pies-cubos = 200 libras.
Tenga en cuenta, de acuerdo con el principio de Arquímedes, que el aire ejerce una fuerza de flotación de 800 lbs. globo. Debido a que el helio en el globo pesa solo 200 libras, el globo se levantará si el peso total del globo y el equipo es menor que la diferencia entre el peso del aire y el peso del helio, que es de 600 lbs. A medida que el globo se eleva, el peso del aire desplazado disminuye debido a la disminución de la densidad del aire. El globo dejará de subir cuando su peso se equilibre con la fuerza de flotación del aire.
