Flotación, balanza hidráulica y aplicaciones del principio de Arquímedes

Se evalúa la aplicación del principio de Arquímedes en la balanza de agua (contexto de la lectura sobre la palabra «eureka»).

1. El principio de Arquímedes establece que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desplazado.
2. En una balanza de agua, el objeto que se pesa desplaza un volumen de agua: a mayor peso del objeto, mayor es la masa de agua desplazada.
3. Analicemos las opciones:
   • a) Relaciona cantidad de agua con masa desplazada, no con el peso del objeto, así que no expresa el principio.
   • b) Afirma que a mayor peso hay menos agua desplazada, lo cual es falso: es al revés.
   • c) Dice que la masa desplazada es igual a la masa del agua desplazada, algo redundante y sin vincular el peso del cuerpo.
   • d) Afirma que a menor peso se desplaza más agua; incorrecto, porque el objeto liviano empuja menos agua.
4. Ninguna opción redacta con precisión «a mayor peso, mayor agua desplazada», pero la idea correcta y más cercana al principio es la de reconocer que el volumen (masa) de agua desplazada aumenta con el peso del objeto colocado en la balanza.

Se compara la balanza hidráulica de talleres automotores con la balanza de agua de Arquímedes y se evalúa la aplicación tecnológica.

1. Ambos dispositivos usan la transmisión de presión en fluidos: en la balanza hidráulica, la fuerza aplicada en un émbolo pequeño se transmite al émbolo grande (Principio de Pascal), lo que permite pesar vehículos pesados con poca fuerza.
2. El conocimiento del principio original (balanza de agua) permite diseñar y mejorar prototipos para nuevos usos.
3. Analicemos:
   • a) Propone mejorar el prototipo original para nuevos usos en bien de la humanidad: coherente con el desarrollo tecnológico basado en principios científicos.
   • b) Afirma que no se pueden hacer mejoras: incorrecto, la tecnología siempre evoluciona.
   • c) Niega la aplicabilidad del principio: falso, justamente el principio sí se aplica.
   • d) Plantea construir otro prototipo para explicar el funcionamiento; es una opción posible, pero menos completa que a), que integra mejora y aplicación social.

Se pregunta cómo ha influido en la sociedad el conocimiento de las propiedades de flotación de materiales (madera, plástico, hielo flotan; clavo, moneda, papel se hunden).

1. El conocimiento de qué materiales flotan o se hunden determina la construcción de botes, barcos, boyas y anclas.
2. Esto es clave para la pesca, el transporte marítimo y la exportación de productos.
3. Analicemos:
   • a) Señala que el ser humano ya no es solo terrestre y puede pasar mucho tiempo en el mar: consecuencia directa de saber construir embarcaciones según las propiedades de flotación.
   • b) Desarrollo de la industria de materiales: posible pero indirecto.
   • c) Industria maderera: demasiado limitado (solo un material).
   • d) Investigaciones científicas: muy general y no específico de la flotación aplicada.
4. La opción que mejor sintetiza la influencia social del conocimiento de la flotación es la a).