驴C贸mo flota un barco?
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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“La materia está constituida por partículas; es como si estas estuvieran agarradas de la mano para mantenerse juntas. En un sólido están unidas fuertemente, muy juntitas la una de la otra y no nos dejan pasar. En un fluido están más libres y se hacen a un lado cuando un sólido pasa por ellas, como cuando metemos la mano en el agua líquida. Si estas partículas están muy sueltas el fluido se llama gas”, dice el investigador Manuel Julio García.
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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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Igualmente, existe una fuerza que empuja a la piedra hacia abajo. Esta fuerza es llamada gravedad y es la que hace que el objeto tenga un peso.
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Cuando la fuerza de flotación y el peso del objeto son iguales, éste logra flotar. “La fuerza de flotación contrarresta la fuerza de la gravedad. Son fuerzas opuestas”, dice Juan Esteban Cartagena, de 12 años.
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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 tomamos una bola de plastilina y la sumergimos en un recipiente con agua, la bola de plastilina se hunde. Por el contrario, si moldeamos la plastilina y hacemos con ella una especie de canoa, la plastilina flota.
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La bola de plastilina es muy densa, esto quiere decir que tiene mucha masa en un espacio pequeĂąo, al que llamamos volumen. Y los objetos o sustancias que son mĂĄs densos que el agua no pueden flotar en ella.
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Ahora, el barco de plastilina flota porque, aunque estamos usando la misma masa, ocupa un volumen mayor y desplaza mรกs agua. La nueva figura estรก compuesta por plastilina y aire que, juntos, son menos densos que el agua.
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“Flota por el aire que está repartido por todo el barco”, dice Jhonatan David Jiménez, de 10 años. “Porque el peso del barco no es superior al peso del agua”, complementa Marcus Mcdermott, de la misma edad.
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“Mientras hay una fuerza que hace que el objeto caiga, que se llama la fuerza de gravedad, existe otra fuerza que empuja hacia arriba, que se llama la fuerza de flotación. Cuando la fuerza de flotación es más grande que el peso del objeto, entonces el objeto flota. La fuerza de flotación es proporcional al volumen del objeto, es decir, que entre más grande su volumen, mayor la fuerza de flotación. Es por eso que los barcos, que son tan grandes y de materiales pesados, pueden flotar”, concluye el investigador Manuel Julio García.
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¿Qué objetos flotan en el agua? ¿Cuáles se hunden? ¿Qué diferencias hay entre ellos?
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Investigador invitado: Manuel Julio García Ruíz, doctor en Ingeniería Aeronáutica Texto: Carolina Escobar y Yeison Medina Edición: Ana María Jaramillo Fotos: Róbinson Henao
http://www.eafit.edu.co/ninos