¡Eureka!

Todos hemos podido comprobar con sorpresa como cuando jugamos en la piscina o en la playa podemos levantar a un amigo haciendo muy poco esfuerzo. Igualmente podemos elevar con gran facilidad una piedra pesada desde el fondo. Pero esto únicamente mientras los objetos se mantienen dentro del agua. En el momento que salen fuera de ella parecen recobrar misteriosamente todo su peso. También podemos sorprendernos de cómo es posible que un barco, hecho de metal, y por tanto con un peso enorme, sea capaz de flotar en el agua cuando habitualmente el metal se hunde en ella.

Quizá podamos comprender mejor estos hechos si intentamos hundir en el agua un balón o un trozo de corcho. En este caso notamos como el agua ejerce una fuerza (un empuje) en sentido contrario al que nosotros ejercemos que se opone a que el objeto se hunda. Pues bien, de la misma manera podemos pensar que la pérdida de peso que experimentamos cuando nos bañamos se puede deber a que el agua ejerce una fuerza en sentido contrario a la de nuestro peso. Ahora bien ¿cuánto vale esa fuerza?¿Cuánto pesaría un objeto sumergido en agua?

La respuesta a estas preguntas la dio Arquímedes, el gran sabio griego. Cuentan que la solución la encontró mientras se encontraba en la bañera y su alegría fue tal que inconscientemente salió corriendo desnudo por las calles gritando ¡Eureka! (que en griego antiguo significa "lo encontré"). Pues bien, Arquímedes comprobó que todo cuerpo sumergido en un fluido (agua, por ejemplo) experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado por el objeto cuando se sumerge en él. En otras palabras, si queremos saber cuanto pesará un objeto al sumergirlo en líquido, es decir, lo que se conoce como peso aparente, a su peso real habrá que restarle lo que pesaría la cantidad (el volumen) de agua desalojada.

Y esto es lo que nos hemos planteado en el laboratorio: comprobar que Arquímedes tenía razón. Para ello hemos procedido a pesar diversos objetos con un dinamómetro tanto en el aire como sumergidos en agua. La diferencia de ambas pesadas nos permite conoce el valor del empuje. La tabla siguiente muestra los resultados obtenidos por los distintos grupos.

¿Tenía Arquímedes razón? A partir de la densidad del agua (d=1 g/cm3) averigua el peso del volumen de agua desalojado (equivalente al volumen del objeto sumergido) y comprueba si, con los márgenes de error propios de cada experiencia, coincide con el valor del empuje, calculado a partir de la diferencia entre el peso fuera y dentro del agua. No olvidéis trabajar en unidades del Sistema Internacional. Y una pregunta más; la experiencia la hemos hecho con agua del grifo ¿serían los resultados los mismos si hubiésemos puesto agua del mar? Espero vuestras respuestas razonadas como comentarios a esta entrada.