AUMENTO DE LA PRESIÓN CON LA PROFUNDIDAD

Es importante tener presente que la presión aumenta con la profundidad en un fluido para lograr una visión intuitiva de lo que es y a qué se debe la fuerza de empuje enunciada por Arquímedes. De alguna manera, cuando reemplazamos parte de un fluido por un cuerpo que se sumerge en el mismo, es normal que surja una fuerza vertical hacia arriba debida a la diferencia de presión entre el punto más bajo y el más alto del objeto. 

La presión aumenta con la profundidad porque la columna de fluido que se soporta es mayor. Esta es la razón por la que las presas construyen los muros de forma que sean mucho más gruesos abajo que arriba. También es curioso resaltar que si uno calcula donde está el centro de empuje de un fluido contenido por muros o paredes resulta a una altura de 1/3. O sea por debajo del centro de masas que se sitúa a una altura de 1/2.

ICEBERGS

¿Cómo saber el porcentaje de un iceberg que permanece sumergido dentro del agua del mar? ¿Realmente tiene sentido la expresión 'esto no es sino la punta del iceberg'?

En el vídeo de youtube que enlazo con esta entrada puedes ver cómo se aplica el principio de Arquímedes en condición de equilibrio para dar respuesta a estas preguntas.

ARQUÍMEDES

Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo. Esta famosa frase se atribuye a la boca de Arquímedes. Este polifacético genio (físico, matemático, ingeniero, ...) del siglo III antes de Cristo está detrás de innumerables logros matemáticos y científicos en general.

Con Arquímedes sucede lo que en general se teme que haya sucedido con la gran biblioteca de Alejandría: que se haya perdido para siempre gran parte del conocimiento que desarrolló al haberse extraviado o destruido gran parte de su obra escrita. Pero como muestra este vídeo parte de la misma pudo ser recuperada y restaurada recientemente.

Algunas de sus principales contribuciones fueron:

• El tornillo hidráulico para bombear agua hacia arriba.

• El cálculo aproximado del número pi.
• El uso de aproximaciones sucesivas para calcular áreas y volúmenes de ciertas curvas y formas.
• La definición de la fuerza de empuje sobre un objeto debida cuenta del peso del volumen de fluido desalojado.
• Diferentes inventos para su uso en la guerra
• como sistema para enganchar y hacer volcar barcos desde lo alto de una muralla
• o un mecanismo para quemar barcos combinando el efecto de varios espejos (mito o realidad, es algo que no está demostrado)

Natural de Siracusa, en Sicilia, Arquímedes murió asesinado por un soldado romano. Aunque habían dado órdenes de no quitarle la vida es probable que pesara demasiado en el enemigo su contribución al desarrollo de la maquinaria bélica del imperio griego.

CÓMO MEDIR EL VOLUMEN DE UNA VACA

Hoy voy a contar un chiste. Un matemático, un ingeniero y un físico se presentan a una prueba escrita para un puesto de trabajo. La prueba consiste en responder a una única pregunta: ¿cómo calcular el volumen de una vaca? A continuación las respuestas:

• El matemático: pues yo haría un muestreo de un montón de puntos de la superficie de la vaca y luego calcularía por métodos numéricos el volumen con una integral triple.
• El ingeniero: yo lo que haría sería llenar una piscina con agua y medir el volumen. Luego tiraría la vaca dentro de la piscina, sumergiéndola por completo y volvería a medir el volumen. La resta entre el volumen después y antes de tirar la vaca debería ser el volumen de la vaca.
• El físico: supongamos una vaca esférica de radio R...

Mito o realidad, la leyendo cuenta que lo que concibió Arquímedes para hallar el volumen de cuerpos irregulares o complejos se pareció mucho a lo solución propuesta por el ingeniero. Y así surgió la idea de volumen desalojado y de empuje que condujeron al principio que lleva su nombre.

¿POR QUÉ FLOTAN LOS BARCOS?

Los barcos flotan porque gracias a que están diseñados para desalojar un volumen de agua muy grande. De esta manera el empuje que experimentan hacia arriba llega a ser mayor que su propio peso, a pesar de que la densidad media de los materiales del barco sea bastante mayor que la del agua.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

El principio de Arquímedes dice que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje, que no es sino una fuerza vertical hacia arriba, que es igual al peso del fluido desalojado y cuyo centro de aplicación es precisamente el centro de gravedad del cuerpo.

El empuje es una suerte de fuerza de reacción que surge por el aumento de la presión con la profundidad.

CAPILARIDAD Y VASOS COMUNICANTES

En el principio de vasos comunicantes podemos encontrar la clave para traspasar un fluido de un recipiente a otro sin tener que recurrir a grandes ingenios por más que a nuestra intuición le resulte un poco paradójico.