4.1 Aplicaciones del principio de Arquímedes
Ejemplo o ejercicio resuelto
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Esquimales en el hielo
En los países nórdicos es frecuente que el agua del mar permanezca helada durante los meses de invierno, por lo que algunos de sus habitantes, esquimales, se desplazan sobre su superficie helada con trineos.
Si un esquimal se encuentra sobre un bloque de hielo parcialmente sumergido en el agua del mar y de 2 m3 de volumen, ¿cuál es el peso máximo que puede tener este esquimal más su trineo para que no se moje los pies?
Ten en cuenta que la densidad del hielo es de 920 kg/m3 y la del agua del mar de 1040 kg/m3.
Actividad de Lectura
Hundiendo el coco
a) Fíjate en las dos fotografías. En la primera hay media cáscara de coco flotando en agua, de manera que el nivel del agua queda cerca de la parte inferior. En la segunda se ve que al añadir unos cuantos trozos de mármol el agua casi llega a entrar en la cáscara y hundirla. Explica la razón de lo que ha sucedido.
b) Diseña y realiza una experiencia para saber el volumen del medio coco, utilizando el principio de Arquímedes.
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Pre-conocimiento
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Flotando sobre nada
¿Qué explicación puedes
dar a lo que se visualiza en el vídeo? ¿Es posible flotar sobre la nada?
El truco consiste en que lo que se ve es cómo flota una especie de barco hecho con papel de aluminio sobre un gas incoloro de densidad relativamente alta, mayor que la del aire: al introducir gas en el supuesto barco, su peso va aumentando hasta superar al empuje, momento en el que se hunde.
¡El experimento se merece la ovación final!
AV - Reflexión
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El submarino
En la última pantalla de la simulación del principio de Arquímedes se ve un submarino. Explica el mecanismo que permite que el submarino se hunda y después vuelva a salir a la superficie.
AV - Reflexión
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El huevo pasado por agua
Si colocas un huevo en un recipiente y añades agua (sin cocerlo previamente), el huevo se mantiene en el fondo. Pero si, a continuación, añades bastante sal y agitas para que se disuelva, el huevo flota. Justifica este hecho experimental, que puedes comprobar con facilidad en tu casa.
Si lo haces con cuidado, la cáscara no se romperá y el huevo se podrá utilizar en la cocina como alimento.
Objetivos
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¿Qué pesa más, 1 kg de paja o 1 kg de hierro?
Es probable que en algún momento alguien te haya planteado esa pregunta. La respuesta, aparentemente, es obvia: el peso es el mismo.
Sin embargo, estrictamente hablando, 1 kg de hierro pesa más que 1 kg de paja.
La razón se encuentra en el principio de Arquímedes: los dos cuerpos están sumergidos en el aire, que también es un fluido. Éste ejerce sobre ellos una fuerza de empuje, que tiene dirección vertical, sentido hacia arriba y por magnitud el peso del aire desalojado. La densidad del hierro es mayor que la de la paja, por lo que el volumen de 1 kg de paja es mayor que el de 1 kg de hierro; en consecuencia, hay mayor empuje en el caso de la paja, con lo que su peso aparente en aire es menor.
De todos modos, como la densidad del aire es muy pequeña, la diferencia también es pequeña y habitualmente se desprecia.
Pre-conocimiento
