Tema 5

(E) Saberes previos

¿Te has sumergido alguna vez en una tina rebosante de agua? ¿Qué sucede con el agua al en- trar en ella?

A): Desequilibrio cognitivo

Los grandes barcos desplazan grandes cantidades de agua; sin embargo, tienen una capacidad de flotación extraordinaria, ¿Pue- des explicar por qué?

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Shutterstock, (2019). 12734984:

A. Arquímedes fue un famoso físico e inventor que se dedicó a la investigación y experimentación.

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El principio de Arquímedes

Arquímedes fue un matemático, físico e inventor griego, que nació en el año 287 a. C. en Siracusa; lugar que actualmente corresponde a Sicilia, en Italia, pero que en ese tiempo estaba ocupada por los griegos.

Sobre Arquímedes existen algunas historias. Por ejemplo, se le atribuye la defensa de su pueblo natal frente a una flota naval invasora, utilizando un sistema de espejos que reflejaban y concentraban la luz solar en los barcos enemigos, prendiéndoles fuego.

Otra anécdota es que Hierón ll, rey de Siracusa, mandó a elaborar una coro- na de oro puro y macizo. Pero como este rey era desconfiado, quiso com- probar que la corona entera fuera hecha de oro, y no solamente la parte ex- terna (la parte interna habría podido estar hecha de plata). Entonces pidió al sabio Arquímedes que con algún método averiguara si la corona estaba hecha o no de oro puro, eso sí, sin tener que volver a fundir la corona,

Se cuenta que un día Arquímedes, tomando un baño de tina en su hogar, notó que su cuerpo al sumergirse desplazaba una cantidad de agua equi- valente. Entonces pensó que se podría aplicar este fenómeno al cálculo de volúmenes en cuerpos irregulares (como la corona). La leyenda cuenta que fue tanta la alegría de Arquímedes de haber obtenido la solución a la in- quietud del rey, que salió desnudo por las calles gritando “Eureka! ¡Eureka! que significa “lo encontré”,

Así, Arquímedes había resuelto una gran dificultad: el cálculo del volumen de un cuerpo irregular por el desplazamiento de otro cuerpo. Recordemos que, obtenido el volumen de un cuerpo, este se puede pesar, y con estos dos datos se puede calcular la densidad del cuerpo, que es una propiedad específica de cada sustancia.

El principio de Arquímedes manifiesta que: “todo cuerpo que está en con- tacto con un líquido experimenta una fuerza vertical, de abajo hacia arriba, igual al peso del volumen de un líquido desplazado".

Esta fuerza vertical es conocida como el empuje, que corresponde al peso del líquido que ha sido desplazado.

La fuerza de empuje se calcula así:

E=Vx 6, en donde

E= corresponde al empuje

V= corresponde al volumen del cuerpo sumergido

6 = corresponde a la densidad del líquido

Un cuerpo de forma irregular, al ser sumergido en un líquido menos denso, se hunde y desplaza una cierta cantidad de líquido (volumen equivalente), que corresponde al volumen del cuerpo con forma irregular.