Cómo jugar a Pesar bajo el agua
- Elige una prueba y lee en la tarjeta la masa, el volumen o las lecturas en el aire y en el agua.
- 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.
- El dinamómetro marca el peso menos ese empuje: R = W − F_b. Escribe tu predicción y pulsa Empezar.
- 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.