¡EUREKA! Arquímedes y unos barcos para el verano

barcos_001Parece ser que…  Arquímedes un matemático griego, fue llamado por él el rey Herón de Siracusa allá por el siglo III A.C., para averiguar el siguiente problema.

Se cuenta que el rey Herón de Siracusa le había entregado a un platero una cierta cantidad de oro para que con ella le hiciera una corona. Cuando estuvo terminada, se decía que el platero había sustituido una parte del oro por una cantidad equivalente de plata, devaluando con ello la corona y engañando de esta forma al rey.

El rey encargó a Arquímedes que descubriera si había sido engañado. El problema que Arquímedes debía resolver era determinar si el joyero había sustraído parte del oro o no, pero no podía romper la corona para averiguarlo.

Arquímedes pensó arduamente cómo resolver el problema, sin poder encontrar una solución.

Se dice que mientras se disponía a bañarse en una tina, en la que por error había puesto demasiada agua, al sumergirse en ella, parte del agua se derramó.

De esta  manera  se dio cuenta de que este hecho podía ayudarle a resolver el enigma planteado por Herón y fue tal su entusiasmo, que desnudo salió corriendo de la tina gritando “¡Eureka, eureka!” (Que significa “¡Lo encontré, lo encontré!”) Para comunicarlo al mundo. El detalle es que olvidó vestirse antes y corrió desnudo por las calles de Siracusa.

Eureka, es hoy una expresión que se utiliza cuando se tiene un momento en que logramos encontrar la explicación a algo, en griego significa “lo he encontrado” y pasó a ser parte del vocabulario mundial gracias al entusiasmo de Arquímedes.

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así:

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O bien

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Donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descritas de modo simplificado) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

Y ahora diréis… ¡Ya sabemos de dónde viene la expresión… eureka! Pero… ¿Qué tiene eso que ver con los barcos?

barcos_007Veréis… el principio de Arquímedes ya explica cómo flota un barco, especificando que el peso del barco ha de ser inferior al peso del agua que desplaza. Esta idea tan sencilla se puede concretar para el caso de un barco, que flotará en el agua si tiene un peso total menor que el peso del barco completamente lleno de agua. Esto se puede entender mejor observando una simple botella de plástico de las que se encuentran en cualquier supermercado. Si está llena de agua se hundirá en un río y en el mar, pero si está medio vacía flotará, ya que el aire que contiene pesa mucho menos que el agua. De la misma manera un barco debe contener el suficiente volumen de aire para flotar. A pesar de estar construido con materiales que por sí mismos no flotan, como el acero o el hierro, el barco podrá flotar gracias al aire que contiene.

Si se observa el casco de un pequeño barco de pescadores varado en la arena se entiende mejor cómo flota un barco. Se aprecia que la forma del casco está diseñada para encerrar un gran espacio lleno de aire, lo que constituye el flotador que impide que el barco se pueda hundir. Si ese espacio interior del casco se va llenando de objetos pesados, como por ejemplo pescados o herramientas de pesca, llegará un momento en que ya apenas quedará espacio vacío en el interior y el barco se hundirá. Cada patrón de barco conoce perfectamente hasta que nivel puede llenar sus bodegas sin correr el riego de irse a pique por su volumen.

Para que practiquéis el principio de Arquímedes os dejo unas ideas fantásticas

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