Calculadora de flotabilidad
Esta calculadora de flotabilidad determina la fuerza ascendente que un fluido ejerce sobre un objeto sumergido aplicando el principio de Arquímedes, F = ρ · V · g. Introduce la densidad del fluido (kg/m³) y el volumen sumergido del objeto (m³) y obtendrás la fuerza de empuje en newtons junto con la masa de fluido desplazado en kilogramos. Úsala para comprobar si algo flotará o se hundirá, para dimensionar la flotación de barcos y pontones, o para resolver problemas de física. El agua viene predefinida a 1000 kg/m³, pero puedes modelar agua de mar, aceite o cualquier otro fluido en segundos.
Cómo calcular la fuerza de empuje
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1
Introduce la densidad del fluido
Escribe la densidad del fluido que rodea al objeto en kilogramos por metro cúbico. El agua dulce ronda los 1000 kg/m³ y el agua de mar unos 1025 kg/m³.
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2
Introduce el volumen sumergido
Indica el volumen del objeto que está realmente bajo el agua, en metros cúbicos. Para un objeto totalmente sumergido coincide con su volumen total.
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3
Lee la fuerza de empuje
La herramienta multiplica densidad × volumen × 9,81 y muestra la fuerza ascendente en newtons, junto con la masa de fluido desplazado en kilogramos.
La fórmula
El principio de Arquímedes establece que la fuerza de empuje es igual al peso del fluido desplazado por un objeto sumergido:
- F = ρ · V · g
donde F es la fuerza de empuje en newtons (N), ρ (rho) es la densidad del fluido en kg/m³, V es el volumen sumergido en m³ y g es la aceleración de la gravedad, tomada como 9,81 m/s². La masa de fluido desplazado es simplemente m = ρ · V, y su peso (ρ · V · g) es exactamente el empuje hacia arriba que siente el objeto.
Ejemplo resuelto
Un recipiente sellado con un volumen sumergido de 0,05 m³ se encuentra en agua dulce (ρ = 1000 kg/m³):
F = 1000 × 0,05 × 9,81 = 490,5 N
La masa de agua desplazada es 1000 × 0,05 = 50 kg. Si el recipiente pesa menos de 50 kg, los 490,5 N hacia arriba superan su peso y flota; si pesa más, se hunde.
Fuerza de empuje en fluidos habituales (V = 0,05 m³)
| Fluido | Densidad (kg/m³) | Masa desplazada (kg) | Fuerza de empuje (N) |
|---|---|---|---|
| Aire | 1,2 | 0,06 | 0,59 |
| Aceite vegetal | 920 | 46,0 | 451,3 |
| Agua dulce | 1000 | 50,0 | 490,5 |
| Agua de mar | 1025 | 51,25 | 502,8 |
| Glicerina | 1260 | 63,0 | 618,0 |
Los fluidos más densos empujan con más fuerza, y por eso flotas con más facilidad en el salado mar Muerto que en un lago de agua dulce.
Errores que conviene evitar
- Volumen frente a volumen sumergido. Para un objeto que flota parcialmente, usa solo la parte que queda bajo la superficie, no el objeto entero.
- Unidades mezcladas. Mantén la densidad en kg/m³ y el volumen en m³. Un litro son 0,001 m³, así que un objeto de 50 L tiene un volumen de 0,05 m³.
- Flotar o hundirse. La flotabilidad por sí sola no lo decide: compara la fuerza de empuje con el peso del objeto (su propia masa × g).
- Elección de la gravedad. Esta herramienta usa g = 9,81 m/s²; en la Luna (≈1,62 m/s²) tanto el peso como la fuerza de empuje disminuyen a la vez.
Preguntas frecuentes
La fuerza de empuje es igual a la densidad del fluido por el volumen sumergido por la gravedad: F = ρ · V · g, con g = 9,81 m/s². Introduce la densidad en kg/m³ y el volumen en m³ y el resultado se expresa en newtons.
Compara la fuerza de empuje con el peso del objeto (su masa × 9,81). Si la fuerza de empuje es mayor, flota; si el peso es mayor, se hunde; si son iguales, queda en flotabilidad neutra.
Usa 1000 kg/m³ para agua dulce y unos 1025 kg/m³ para agua de mar. La calculadora viene predefinida con agua dulce a 1000 kg/m³, valor que puedes cambiar para modelar cualquier fluido.
Divide los litros entre 1000. Por ejemplo, 50 litros = 0,05 m³ y 1 litro = 0,001 m³. Mantén el volumen en metros cúbicos para que coincida con la unidad de densidad kg/m³.
No. El cálculo se ejecuta por completo en tu navegador. Tus valores de densidad y volumen nunca salen de tu dispositivo y no se registra ni se transmite nada.
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