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Desde el principio de los tiempos, el mar ha cautivado los sueños e imaginación de los hombres. Era justo entonces que muy temprano en nuestra historia, aprendiéramos a navegar a través de él, en busca de comida y nuevas tierras por descubrir. Sin embargo, aunque los barcos nos han acompañado desde hace más de 100.000 años, no fue sino hasta los tiempos de Arquímedes (287 a. C. – 212 a. C.) cuando él mismo descubriría por qué los barcos flotan.
Gravedad de la Tierra y Empuje del agua.
Como todo lo que nos rodea, este fenómeno se explica con ayuda de la física. Y para entender qué es lo que sucede debemos conocer dos tipos de fuerzas, la gravedad y el empuje.
La gravedad es la fuerza que ejerce la Tierra sobre todos los objetos a su alrededor, incluidos nosotros mismos y por supuesto, los barcos. La intensidad de esta fuerza depende de la masa de los objetos, no de su tamaño ni de su forma, y es la responsable de lo que percibimos como el peso de las cosas.
Por otra parte, el empuje es la fuerza que ejercen los fluidos, en este caso el agua, a los objetos que están en ella. Esta fuerza depende del volumen del objeto y cuanto haya sido sumergido en el agua.
En resumidas cuentas, si sumerges en agua un recipiente de 1.000 cm³ (centímetros cúbicos), la fuerza que el agua hará hacia arriba será la misma que el peso de 1.000 cm³ de agua.
¿Cómo flotamos nosotros?
Existe un concepto que explica más fácilmente todo lo que ya sabemos sobre la masa y el volumen, y es denominado la densidad. Esta es la relación de masa respecto del volumen de un objeto. Esto quiere decir, cuántas unidades de masa existen en un cuerpo por cada unidad de volumen, y si recordamos, el truco de un barco es aumentar su volumen respecto de su masa, es decir, reducir su densidad total.
Se estima que en total, la cantidad de masa en nuestro cuerpo respecto del volumen es menor que la relación que tiene el agua. Somos menos densos que el agua, y por tanto, flotamos en ella.
El truco de los barcos
Ya sabemos que la tierra hala los barcos hacia ella dependiendo de la masa, y que el agua los empuja fuera de ella dependiendo del volumen. Así que si el empuje es mayor que el peso, el barco no se hundirá.
Si ponemos esto junto, quiere decir que si el volumen de un barco desplaza suficiente agua, el peso de esta será superior al del barco, y por lo tanto este flotará.
El truco para desplazar suficiente agua está en la forma del barco. La parte inferior del barco (casco) debe tener un diseño tal que ocupe el mayor espacio posible disminuyendo la mayor cantidad de peso.
Repasemos
Si todo lo anterior parece muy complicado, ¡inténtalo tu mismo! Si llenas un balde con agua y lo levantas con mucho cuidado sin lastimarte, sentirás que es más pesado que cuando estaba vacío.
Asimismo, si lo hundes cuando está vacío en el agua, sin dejar que se inunde, sentirás una fuerza hacia arriba similar. Finalmente, lo que aprendimos es que en ambos casos, ¡la fuerza es la misma!
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