Pesar bajo el agua: lo que pierde el dinamómetro

Un juego educativo de simulación. Predice qué marca un dinamómetro cuando una piedra se sumerge, o usa lo que pierde para hallar un volumen, una densidad o una profundidad; luego bájala y recoge el agua que desaloja.

Principio de ArquímedesEmpuje

PESAR BAJO EL AGUA

Piedra en el agua

Listo
Activa JavaScript para bajar la piedra. Las instrucciones y el ejemplo resuelto siguen disponibles.
Agua o aceitePiedra y dinamómetroTu predicciónLectura objetivo
Lo que marca el dinamómetroR = W − F_b

Tiempo

0.00 s

t

Parte sumergida

— cm

s

Lectura

— N

R = W − F_b

Empuje

— N

F_b = ρ·g·V

Derramado

— cm³

V

Predice antes de empezar

Escribe tu predicción para colgar la piedra. Empezar sigue desactivado hasta que haya una respuesta.

Predice lo que perderá el dinamómetro.

Puntuación de la misión—

Cada respuesta debe acertar con un margen del 2 %: cada una da 100 puntos. Acertar en la primera prueba suma 50 más. Una prueba cuenta en cuanto empieza.

✓ Respuesta correcta① A la primera

Cómo jugar a Pesar bajo el agua

  1. Elige una prueba y lee en la tarjeta la masa, el volumen o las lecturas en el aire y en el agua.
  2. Bajo el líquido, el objeto desaloja su propio volumen, y el líquido empuja hacia arriba con el peso de ese líquido: F_b = ρ·g·V.
  3. El dinamómetro marca el peso menos ese empuje: R = W − F_b. Escribe tu predicción y pulsa Empezar.
  4. Mira el vaso: el líquido que se derrama pesa justo lo que pierde el dinamómetro.

¿Por qué una piedra pesa menos bajo el agua?

El agua presiona más cuanto más hondo, así que sobre algo sumergido el empuje desde abajo es mayor que desde arriba. La diferencia es una fuerza hacia arriba, y Arquímedes descubrió cuánto vale: el peso del líquido que el objeto desaloja, F_b = ρ·g·V. Cuelga una piedra de un dinamómetro y bájala a un recipiente lleno hasta el pico: el agua que desaloja cae a un vaso, y el dinamómetro pierde justo lo que pesa esa agua. Así un dinamómetro se convierte en un instrumento de medida. Lo que pierde da el volumen de cualquier forma irregular, V = F_b ÷ (ρ·g). El peso en el aire dividido entre lo que pierde dice cuántas veces es el objeto más denso que el agua, y así se puede comprobar la corona de un orfebre sin fundirla. En un líquido menos denso, como el aceite, el mismo volumen empuja menos y el dinamómetro marca más. Y solo cuenta la parte sumergida, así que un objeto medio hundido recibe la mitad del empuje.

Un modelo de aprendizaje acotado

El objeto cuelga de un dinamómetro y se baja de forma constante durante 2 s, desde 3 cm por encima de la superficie hasta 2 cm más allá de quedar totalmente sumergido, o hasta la profundidad que escribas (nunca más hondo). El recipiente está lleno hasta el pico, así que cada cm³ que entra empuja un cm³ al vaso, y la superficie se queda a la altura del pico. El empuje es F_b = ρ·g·V, donde V es la parte sumergida, y el dinamómetro marca R = W − F_b. El objeto nunca toca el recipiente. El objeto y el recipiente están a escala; el vaso no. Las respuestas con un margen del 2 % son correctas. El agua tiene 1000 kg/m³ y el aceite 800 kg/m³; g = 9,8 m/s². Se juega en tiempo real.

Al cambiar de idioma se conservan tu prueba, tu predicción, tus intentos y la prueba en curso.