¿Cómo calcular La flotabilidad?
Usar la ecuación de flotabilidad
Encuentra el volumen Encuentra la densidad Encuentra la fuerza de gravedad (u otra fuerza que actúe hacia abajo). Multiplica el volumen x la densidad x la gravedad. Encuentra si el objeto flota comparándolo con su fuerza de gravedad. Usa el mismo enfoque cuando el fluido sea un gas.
de la parte sumergida del objeto. La flotabilidad que actúa sobre un objeto es directamente proporcional al volumen de la parte del objeto que se encuentra sumergida. En otras palabras, mientras se sumerja una parte más grande de un objeto sólido, la flotabilidad que actuará sobre él será mayor. Esto significa que incluso los objetos que se hunden en un líquido tienen una flotabilidad que los empuja hacia arriba. Para comenzar a calcular la flotabilidad que actúa sobre un objeto, tu primer paso generalmente debe ser determinar el volumen del objeto sumergido en el fluido. Para la ecuación de flotabilidad, este valor debe estar en m3.  Para objetos que estén completamente sumergidos en el fluido, el volumen sumergido será igual al volumen de todo objeto. Para objetos que estén flotando en la superficie de un fluido, solo se considerará el volumen de la parte que se encuentre bajo la superficie del fluido. Como un ejemplo, digamos que queremos encontrar la flotabilidad que actúa sobre una pelota de caucho flotando en el agua. Si la pelota es una esfera perfecta con un diámetro de 1 metro y flota sumergida en el agua exactamente hasta la mitad, podemos encontrar el volumen de la parte sumergida encontrando el volumen de toda la pelota y dividiéndolo entre dos. Ya que el volumen de una esfera es (4/3)π(radio)3, sabemos que el volumen de nuestra pelota es (4/3)π(0,5)3 = 0,524 m3. 0,524/2 = 0,262 m3 sumergidos. del fluido. El siguiente paso en el proceso de encontrar la flotabilidad es definir la densidad (en kg/m3) del líquido en el que está sumergido el objeto. La densidad es una medida del peso de un objeto o sustancia en relación a su volumen. Dados dos objetos de igual volumen, el objeto con la mayor densidad pesará más. Como regla general, mientras mayor sea la densidad del fluido en el que esté sumergido un objeto, la flotabilidad será mayor. Con los fluidos, generalmente es más fácil determinar la densidad simplemente buscándola en materiales de referencia.  En nuestro ejemplo, la pelota está flotando en agua. Si consultamos una fuente académica, podemos encontrar que el agua tiene una densidad de aproximadamente 1000 kg/m3. Las densidades de muchos otros fluidos comunes figuran en recursos de ingeniería. Una de estas listas puede encontrarse aquí. Ya sea que un objeto se hunda o flote en el fluido en el que esté sumergido, siempre está sujeto a la fuerza de gravedad. En el mundo real, esta fuerza hacia abajo constante es igual a aproximadamente 9,81 newton/kg. Sin embargo, en situaciones en las que otra fuerza, como la centrífuga, actúa sobre el fluido y el objeto sumergido en él, esto también debe tomarse en cuenta para determinar la fuerza que actúa hacia abajo para todo el sistema.  En nuestro ejemplo, si manejamos un sistema ordinario y estacionario, podemos asumir que la única fuerza que actúa hacia abajo sobre el fluido y el objeto es la fuerza estándar de la gravedad, 9,81 newton/kg. Sin embargo, ¿qué pasaría si la pelota estuviera flotando en una cubeta de agua que se balanceara a gran velocidad en un círculo horizontal? En este caso, asumiendo que la cubeta se balancea lo suficientemente rápido como para asegurar que tanto el agua como la pelota no se caigan, la fuerza que actúa hacia abajo en esta situación se derivaría de la fuerza centrífuga que la cubeta crea al balancearse, no de la gravedad de la Tierra. Cuando tengas valores para el volumen del objeto (en m3), la densidad del fluido (en kg/m3) y la fuerza de la gravedad (o la fuerza que actúa hacia abajo en tu sistema), encontrar la flotabilidad es fácil. Simplemente multiplica estas tres cantidades para encontrar la flotabilidad en newton. Resolvamos nuestro problema de ejemplo ingresando nuestros valores en la ecuación Fb = Vs x D x g. Fb =  0,262 m3 x 1000 kg/m3 x 9,81 newton/kg = 2,570 newton. Usando la ecuación de flotabilidad, es fácil encontrar la fuerza que empuja a un objeto hacia arriba y hacia afuera del fluido en el que está sumergido. Sin embargo, con un poco de trabajo adicional, también es posible determinar si el objeto flotará o se hundirá. Simplemente encuentra la flotabilidad para todo el objeto (en otras palabras, usa todo el volumen como el valor de Vs) y luego encuentra la fuerza de gravedad que lo empuja hacia abajo con la ecuación G = (peso del objeto)(9,81 metros/segundo2). Si la flotabilidad es mayor que la fuerza de gravedad, el objeto flotará. Por otro lado, si la fuerza de gravedad es mayor, se hundirá. Si son iguales, se dice que el objeto es neutralmente flotante. Por ejemplo, digamos que queremos saber si un barril cilíndrico de madera de 20 kg con un diámetro de 0,75 metros y una altura de 1,25 metros flotará en el agua. Esto tomará varios pasos:  Podemos encontrar su volumen con la fórmula para el volumen de un cilindro V = π(radio)2(altura): V = π(0,375)2(1,25) = 0,55 m3. Luego, asumiendo una gravedad ordinaria y agua con una densidad ordinaria, podemos encontrar la flotabilidad que actúa sobre el barril: 0,55 m3 x 1000 kg/m3 x 9,81 newton/kg = 5395,5 newton. Ahora, necesitamos encontrar la fuerza de gravedad que actúa sobre el barril: G = (20 kg)(9,81 metros/segundo2) = 196,2 newton. Esto es mucho menos que la flotabilidad, así que el barril flotará. Al realizar problemas de flotabilidad, no olvides que el fluido en el que el objeto está sumergido no necesariamente tiene que ser un líquido. Los gases también cuentan como fluidos y, aunque tienen densidades muy bajas en comparación con otros tipos de materia, de todas formas pueden sostener el peso de ciertos objetos que floten en ellos. Un simple globo de helio es evidencia de esto. Debido a que el gas dentro del globo es menos denso que el fluido a su alrededor (el aire común), ¡el globo flotará!
Using the Buoyancy Force Equation