驴C贸mo flota un barco?
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Cuando pensamos en c贸mo flota un barco, hablamos de un fluido: el agua, y un s贸lido: el barco.
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Si introducimos la mano en un recipiente con agua, podemos atravesarla, pero no podemos hacer lo mismo con una piedra.
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Esto se debe a que, en los sólidos, como una piedra, las moléculas se encuentran muy unidas mientras que en los fluidos, como el agua, están más separadas, y eso les permite ceder ante una fuerza y tomar diferentes formas.
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Cuando sumergimos una piedra en agua, parece que pesara menos. Esto sucede porque el fluido ejerce una fuerza hacia arriba como si tratara de sacar el objeto. Ese fen贸meno se llama fuerza de flotaci贸n.
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Sin embargo, la piedra no puede flotar porque tambi茅n existe una fuerza hacia abajo a la que llamamos peso que en este caso es mayor a la fuerza de flotaci贸n que ejerce el agua.
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Cuando la fuerza de flotaci贸n y el peso del objeto son iguales, 茅ste logra flotar.
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La fuerza de flotación es proporcional al agua que desaloja un objeto, es decir, mientras más agua desplaza, más fuerza ejerce el fluido sobre él, empujándolo hacia arriba. Esto lo descubrió Arquímedes, matemático griego.
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Si pesamos una bola de plastilina y después hacemos lo mismo con el agua que desplazó, encontramos que pesa más el objeto que el líquido.
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Por el contrario, si hacemos el mismo experimento con un barco y con el agua que desaloja, el peso de ambos resulta ser igual.
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Cuando la cantidad de agua desplazada pesa lo mismo que el objeto, este logra flotar. Por eso la bola de plastilina se hunde y el barco no.
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La bola de plastilina es muy densa; esto quiere decir que tiene mucha masa en un espacio pequeño, al que llamamos volumen. Y los objetos que son más densos que el agua no pueden flotar en ella, porque el líquido que desalojan pesa menos que ellos.
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Para entender mejor quĂŠ es la densidad, podemos llenar dos recipientes iguales, uno con piedras y otro con pedazos de espuma. Al compararlos, sentimos que el primero es mĂĄs pesado porque las piedras tienen mĂĄs masa que la espuma, aunque ocupen el mismo volumen.
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Ahora, si hacemos una forma hueca con la bola de plastilina, como la de un barco, estamos usando la misma masa para ocupar un volumen mayor, y desplazar mรกs agua. La nueva figura estรก compuesta por plastilina y aire que, juntos, son menos densos que el agua.
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Lo mismo sucede con los barcos: aunque la mayoría están hechos de acero, un material más denso que el agua, pueden flotar porque ocupan un gran volumen que desplaza mucha agua, y porque por dentro están llenos de aire y otros materiales, lo que hace que el barco, en su totalidad, sea menos denso que el fluido.
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Investigador invitado: Manuel Julio García Ruíz, Doctor en Ingeniería Aeronáutica Texto: Carolina Escobar Fotos: Róbinson Henao