El principio de Arquímedes dice que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado. Para comprenderlo antes de tu examen, te recomiendo tres experimentos que yo mismo usé cuando estudiaba física.
El primero es el experimento clásico de la balanza casera. Necesitas una cuchara de plástico grande, hilo y dos vasos pequeños idénticos. Ata los vasos en cada extremo de la cuchara para crear una balanza rudimentaria. Llena ambos vasos con la misma cantidad de agua hasta equilibrarlos. Ahora introduce una piedra atada con hilo en uno de los vasos sin que toque el fondo ni las paredes. Verás que ese lado baja inmediatamente. El peso extra corresponde exactamente al empuje que recibe la piedra, demostrando que hay una fuerza real hacia arriba.
El segundo experimento usa un vaso graduado o una jarra medidora. Llénalo con exactamente 500 mililitros de agua y marca el nivel inicial. Sumerge completamente un objeto pesado como una roca pequeña o un tornillo grande atado con hilo. Anota el nuevo nivel, digamos 560 mililitros. La diferencia de 60 mililitros es el volumen de agua desplazada. Si pesas el objeto en una báscula de cocina y obtienes por ejemplo 150 gramos, puedes calcular su densidad: 150 gramos entre 60 centímetros cúbicos te da 2.5 gramos por centímetro cúbico, que corresponde a ciertos minerales o metales.
El tercero implica hacer flotadores caseros ajustables. Toma una botella plástica pequeña vacía con tapa. Ponla en agua y flota completamente. Ahora añade agua dentro de la botella gradualmente usando una jeringa. Observarás cómo se hunde progresivamente hasta quedar entre dos aguas cuando el peso total iguala el empuje. Si añades más agua se hunde completamente. Este experimento visualiza perfectamente cómo los submarinos controlan su flotabilidad llenando o vaciando tanques de lastre.
También puedes comparar flotación en líquidos diferentes. Prepara agua salada disolviendo cuatro cucharadas de sal en medio litro de agua. Coloca un huevo fresco primero en agua normal donde se hundirá, luego en agua salada donde flotará. La mayor densidad del agua salada genera mayor empuje sobre el mismo volumen de huevo sumergido. Este es exactamente el principio por el cual flotas más fácilmente en el mar que en una piscina.
