Principio de Arquímedes – Simplificado

13 octubre, 2015

Introducción

Arquímedes, nacido en el 287 a.c., fué un griego científico al que se le atribuyen muchas investigaciones que fueron grandes avanes en la ciencia. Y como suele suceder con estos antiguos filósofos, matemáticos, científicos, a pesar de sus descubrimientos y enunciados, cuando se habla del teorema o principio de Arquímedes,  seguro estamos hablando del siguiente:

Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un empuje, de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado.

Este principio, entre otras cosas, permite explicar por qué algunos cuerpos flotan. Veamos como interpretarlo:

Cuerpos sumergidos

Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba.

Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, que es igual a su peso dividido por su volumen.

Entonces, se pueden producir tres casos:

1.     si el peso es mayor que el empuje ( P > E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso específico del cuerpo es mayor al del líquido.

2.     si el peso es igual que el empuje ( P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso específico del cuerpo es igual al del líquido.

3.     si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso específico del cuerpo es menor al del líquido.

Cuando se sumerge un cuerpo en un líquido parece que pesara menos. Lo podemos sentir  cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo por debajo del agua, los objetos parecieran que pesan menos. Esto es debido a que, todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba.

Cuando en un vaso lleno de agua sumergimos un objeto, podemos ver que el nivel del líquido sube y se derrama cierta cantidad de líquido. Se puede decir que un cuerpo que flota desplaza parte del agua.

Eureka!!

Herón II, rey de Siracusa, pidió un día a su pariente Arquímedes , este verdadero genio de la ciencia, averiguar si una corona estaba hecha de oro sólido o se trataba de un engaño. Para mayor complejidad, la corona no podía ser dañada.

Arquímedes se estaba por tomar un baño de tina y, cuando empezó a entrar en ella, se dio cuenta que el líquido se desplazaba y subía. Justamente allí tuvo una epifanía, ya que si sumergía la corona podría saber si estaba hecha de oro sólido, debido que tendría una menor densidad que la falsa y, por ende, desplazaría menos agua.

Ante su descubrimiento, sólo atinó a gritar ¡eureka! y salir corriendo para comunicarlo al mundo. El detalle es que olvidó vestirse antes y corrió desnudo por las calles de Siracusa.

Eureka, es hoy una expresión que se utiliza cuando se tiene un momento en que logramos encontrar la explicación a algo, en griego significa “lo he encontrado” y pasó a ser parte del vocabulario mundial gracias al entusiasmo de Arquímedes.

 Por qué un barco flota?

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