Unglobo aerosttico1es unaaeronaveaerostticano propulsada que se sirve delprincipio de los fluidosdeArqumedespara volar, entendiendo elairecomo unfluido.Siempre estn compuestos por una bolsa que encierra una masa degasms ligero que el aire y de ah que se conozcan popularmente como globo. En la parte inferior de esta bolsa puede ir una estructura slida denominada barquilla o se le puede "atar" cualquier tipo de cuerpo, como por ejemplo un sensor.Como no tienen ningn tipo depropulsor, los globos aerostticos se "dejan llevar" por las corrientes de aire, aunque s hay algunos tipos que pueden controlar su elevacin.ndice[ocultar] 1Historia 1.1Inicios del globo aerosttico 1.2Vuelos histricos en globo 2En Espaa 3En Iberoamrica 4Vase tambin 5Referencias 6Enlaces externosHistoria[editar]Los globos fueron, en su tiempo, los ms significativos inventos de aparatos voladores del ser humano; su importancia radic en el hecho de la imposibilidad que tenan los hombres para elevarse desde la superficie de laTierray trasladarse por el aire.Inicios del globo aerosttico[editar]Recientes investigaciones han demostrado que el 8 de agosto de 1709, el sacerdotebrasileoBartolomeu de Gusmohizo la primera demostracin de ascensin area en globo de aire caliente no tripulado en laCasa de Indias de Lisboa, ante la corte del reyJuan V de Portugal.

Los primeroscincoascensos de globos aerostticos enFrancia.Loshermanos Montgolfierrealizaron la primera demostracin pblica de su nuevo invento el 4 de junio de1783en Francia. Su sueo de llegar hasta el cielo se hizo realidad. La idea del globo aerosttico comenz a gestarse cuando los hermanos estaban sentados frente a una fogata. Notaron que el humo se elevaba y pensaron en la oportunidad de aprovechar dicha cualidad.Despus de varios experimentos, comprendieron que el aire caliente es ms liviano que el fro, por lo que tiende a subir. Decidieron crear una mquina que permitiera volar con este principio.Joseph y Jacques Montgolfier lanzaron su primer modelo en septiembre de 1782. El vuelo inicial demostr que su teora estaba en lo cierto. El 4 de junio de 1783 realizaron una demostracin pblica con un globo aerosttico de diez metros de dimetro en un mercado francs. Estaba construido con tela y papel.Ms de 130.000 personas quedaron anonadadas cuando en septiembre del mismo ao volvi a volar enVersalles.Luis XVI,Mara Antonietay la corte francesa presenciaron el momento. Un gallo, una oveja y un pato fueron sus tripulantes.Justo en octubre de ese ao viajaron por primera vez humanos.Jean-Franois Piltre de Rozierfue el valiente pionero.En noviembre de 1792, los ensayos realizados por un grupo de artilleros en elReal Colegio de Artillera de Segoviay despus ante el ReyCarlos IV de Espaadel vuelo de un globo aerosttico, todos ellos dirigidos porLouis Proust, fueron los primeros realizados en el Mundo en el aspecto militar.El22 de octubrede1797, el intrpidoAndr Jacques Garnerinsalt con un paracadas desde un globo que volaba a gran altura sobre el cielo de Pars.Vuelos histricos en globo[editar]El21 de marzode1999, el suizoBertrand Piccardy el britnicoBrian Jonesculminaron la vuelta al mundo en globo aerosttico sin realizar escalas, tras recorrer 46.759 kilmetros a bordo delBreitling Orbiter IIIen 19 das, 21 horas y 55 minutos.En Espaa[editar]

Ascensin de un globo Montgolfier en Aranjuez,deAntonio Carnicero.La primera ascensin de una persona la intenta enAranjuezel francsCharles Boucheel6 de junio2de1784, pero result herido al desplomarse el globo cuando iniciaba el ascenso. Sin embargo, fue el italianoVicente Lunardiquien consigue ser el primero en ascender el12 de agostode1792. El hecho tuvo lugar en losjardines del parque del Buen Retiro de Madrid, volando durante una hora hasta laVilla de Daganzo, cerca deAlcal de Henares.3El mismo Lunardi repite ascensin el8 de enerode1793, pero esta vez en la localidad madrilea de Aranjuez.Casi un siglo ms tarde, el15 de diciembrede1884se crea elServicio Militar de Aerostacin, a partir de la 4. Compaa del Batalln de Telgrafos, para el empleo de globos aerostticos y dirigibles, dedicada al estudio y tareas de observacin. En1896se cre como unidad independiente la Compaa de Aerostacin.La reina regente,Mara Cristina de Habsburgo-Lorena, en una visita a las maniobras que dicha Compaa efectuaba en la Casa de Campo de Madrid, hizo una ascensin en un globo cautivo el27 de juniode1889.En la actualidad, la ciudad deIgualada,provincia de Barcelona, es la sede delEuropean Balloon Festival, la concentracin de globos aerostticos ms importante de Espaa4y del sur de Europa, que se celebra cada ao en el mes de julio desde 1997. Igualada tambin es la sede deUltramagic, el nico fabricante de Espaa y el segundo mayor fabricante mundial de globos aerostticos de aire caliente.5La produccin anual de la empresa se sita entre los 80 y 120 globos, destinando cerca del 80% a la exportacin.En Iberoamrica[editar]EnXalapa, Veracruz, Mxico, fueJos Mara Alfaroquien logr elevar un globo aerosttico de aire caliente y de cubierta impermeable en1784.6Casi un ao ms tarde, el domingo 6 de febrero de 1785, el militarAntonio Mara Fernndezelev un globo ms pequeo en el Puerto de Veracruz.7Durante 1785 hubo varios otros vuelos en Veracruz8(algunos sucesos fueron "prsperos" y otros "adversos").9La primera constancia del vuelo de un globo aerosttico en Venezuela fue cuandoGonzlez Torres de Navarraera gobernador y capitn general de la provincia de Venezuela en la poca colonial. El20 de enerode1785se realiz una exhibicin para festejar el cumpleaos del monarca. La dimensin del globo era de 12 varas de dimetro (aproximadamente 10 m) y en la composicin de la cubierta se utiliz aceite y papel.10Parece ser que el primer aeronauta deCubafue el francsEugenio Roberston, quien el19 de marzode1828se elev en un globo aerosttico desde laPlaza de ArmasdeLa Habana.11Adolfo Theodorerealiz tres ascensiones en1830. No obstante, el primer lugareo que consigui un vuelo de estas caractersticas fueJos Domingo Blineau, que realiz una primera ascensin el3 de mayode1831y una segunda en 1833.12El primer vuelo en globo enPerse efectu en laPlaza de AchodeLimael24 de septiembrede1840a cargo deJos Mara Flores.13A lo largo de todo el siglo XIX sirvi tambin para fines blicos. Durante laGuerra de la Triple Alianza, un globo aerosttico cautivo del ejrcito brasileo permiti observar a la artillera paraguaya. Esta observacin tuvo lugar el6 de juliode1866, en la que el ingeniero militar argentino de origen polacoRoberto A. Chodasiewiczse convirti en el primer militar latinoamericano en elevarse en globo.14Los argentinosAarn de AnchorenayJorge Newberyrealizaron el25 de diciembrede1907con el legendario globo Pampero,15que el primero haba trado desde Francia, el primer vuelo en cruzar elRo de la Plata. El17 de octubredel ao siguiente, el Pampero desapareca en pleno vuelo, posiblemente adentrndose en el mar; sus tripulantes eran Eduardo Newbery, hermano de Jorge, y el sargento Romero.16Tambin fue Newbery quien en 1909 pilot por primera vez el globo aerosttico Huracn, desdeBelgranoal Brasil.El argentinoJos Mara Floresfue el primero en ascender en globo enColombia, el 12 de junio de 1843 en la ciudad de Popayn. Se present posteriormente en Bogot el 27 de septiembre de ese mismo ao ascendiendo su globo desde el edificio delColegio de Nuestra Seora del Rosario"Universidad del Rosario", en un accidentado vuelo, cuando se vio obligado a saltar de la canastilla del globo agarrado a una cuerda, mientras el globo se precipitaba a tierra. Los por menores de este vuelo aparecen publicados en el peridico "El Constitucional de Cundinamarca" del 1 de octubre de 1843.17Con motivo de la conmemoracin de los doscientos aos de independencia de Colombia, en julio de 2009 se realiz el primer despliegue de globos aerostticos en gran cantidad. EnBogot, ms de 40 globos surcaron los cielos de la ciudad aterrizando en diferentes puntos de la ciudad.18Para 1875 el mexicano Antonio Guerrero ofreci un espectculo de acrobacia en la ciudad deMedellna bordo de su globo y en plenoParque Berrio.19El 1. de abril de 1987, los argentinos Rodolfo Hossinger y Eduardo Pablo Aroz cruzaron por primera vez el Ro de la Plata con un globo de aire caliente, uniendo el Aeroparque Jorge Newbery de Buenos Aires, Argentina, con una zona rural cercana a la Estancia presidencial de la Rpblica Oriental del Uruguay, en las inmediaciones de Colonia del Sacramento

Globos aerostticos

Objetivo

Estudiar el principio de arqumedes. Construir y hacer volar un globo de papel de seda.

Introduccin

Los globos aerostticos de papel, son pequeos globos que utilizando aire caliente en su interior podemos hacer que se eleven en el cielo.Construir y volar globos o fantoches aerostticos de tamao reducido, es una aficin que nos evoca el tiempo de nuestros abuelos y las tradicionales ferias y fiestas donde servan de diversin.Para el ser humano, "el globo de aire caliente", constituy a lo largo de cien aos, el nico artilugio con el cual poda separarse de la superificie terrestre y volar libremente.Nuestros globos aerostticos se componen de un nmero de tiras de papel (bandas) que, pegadas adecuadamente, forman una bolsa multicolor. La parte inferior de sta termina en una boca circular reforzada con alambre fino, por la que se introduce el aire caliente.

Materiales

Papel de seda. Cartulina o cartn. Pegamento. Cuerda de piano o alambre de acero. Pinzas pequeas o clips. Tijeras y cutter. Pistola de calor.

Realizacin prctica

1.- Construimos en cartulina o cartn la plantilla adecuada al tamao del globo que queremos realizar. 2.- Dibujamos los gajos necesarios sobre papel de seda. 3.- Recortamos los gajos 4.- Pegamos cuidadosamente los gajos para confeccionar el globo. 5.- Preparamos la bancada con el alambre de acero unindolo con un trozo de plastico de la carga de un bolgrafo y celofan. 6.- Pegamos la bancada al globo. 7.- Llenamos el globo con aire caliente mediante la pistola de calor y lo soltamos para observar como asciende.

Intentando hacer flotar una aguja en agua

Precauciones

Hay que tener especial cuidado cuando se utilizan herramientas cortantes. El pegamento que se utilice para pegarlos gajos debe ser resistente al calor. Funciona bien la cola blanca. El cortado y pegado de los gajos debe hacerse cuidadosamente para obtener un buen resultado. Hay que tener mucho cuidado si utilizamos la pistola trmica para calentar el aire del globo.

Explicacin cientfica

Por qu "vuela" un globo?

Aguja flotando

a.

Curiosidades y otras cosas

Qu es un globo? Es una mquina que permite ascender y moverse en el aire. Civil y gubernamentalmente esta considerado como una aeronave, clasificado como un aerostato, necesitando para poder pilotarlo el ttulo de Piloto de Globo, expedido por Aviacin Civil. Partes de un globo? Consta de tres partes: VELA o ENVOLTURA (confeccionado bsicamente en nyln, la cual, retiene el aire caliente). QUEMADOR (de acero inoxidable, sirve para calentar aire de la vela), CESTA o BARQUILLA, (habitculo para la tripulacin, recipientes de combustible y equipo auxiliar.). Por qu vuela un globo?. Un globo de aire caliente, no vuela .... Flota!Basamos esta forma de vuelo, como nos ensea la Fsica, en que el aire caliente pesa menos que aire fro, tendiendo por ello a subir. Como se maneja un globo? Se introduce aire frio con un ventilador en la vela del globo, quedando encerrado en su interior, este, se calienta (de 80 a 110 grados) y al pesar menos que el aire fro que lo envuelve, se eleva, flotando dentro de la masa de aire quedando a merced de las vetas de viento. "Vuelas dentro del viento".Es el Piloto, que son su habilidad, coloca el globo a la altura deseada para introducirse en las corrientes de aire que le son ms propicias y poder con ello seguir una u otra direccin. Qu se siente al volar?El vuelo en globo aerosttico es un vuelo con magia, la sensacin de encontrarse flotando en el aire sin brusquedades ni ruidos, con una visin oblicua del paisaje que llena de inmensidad. Al contrario de la creencia general de que se tiene vrtigo, el vuelo en globo no produce vrtigo, al no tener inercias y fuerzas que producen inestabilidad en la persona, la acomodacin al medio es rpida y muy placentera. Una ancdota del enganche que tiene el vuelo en globo, es la del editor norteamericano M. Forbes que en 1972 a travs de un anuncio en un peridico, contrat un vuelo turstico para l y su chofer por 100 $, despus de la experiencia, y segn dijo l " embrujado por la sensacin durante el vuelo", a sus 52 aos cre una divisin de ascensos en globo dentro de sus empresas, comprando una docena de globos. En la actualidad sus hijos continan con el museo de globos con formas especiales que tienen en Normanda (Francia) Los globos se han llenado de hidrgeno, helio o, en el caso de los globos deportivos de aire caliente; aire calentado con un pequeo quemador de gas. El principio de Arquimedes no funciona en el vaco, al no existir fluido que desalojar, por lo cual es imposible que un globo vuele en el espacio, no obstante si es posible para estos ingenios hacerlo sobre planetas de nuestro sistema solar que poseen algun tipo de atmsfera.

El globo aerosttico es considerado un tipo de nave que permite a las personas desplazarse a travs delespacio areoaunque en la mayora de los casos taldesplazamientosea simplemente recreativo y temporario. El globo aerosttico funciona a partir del movimiento de diferentes gases que pueden ser calientes o no. El impulso de esos gases hace que la recmara formada por una extensa tela vaya desplazndose a travs del aire, adems de subir en altura y despegarse del suelo. Normalmente los globos aerostticos no cumplen una funcin de transporte regular como s lo hacen otras naves areas (aviones, helicpteros) si no que se relaciona ms que nada con actividades recreativas, de competicin, etc.El globo aerosttico se compone de tres partes: en primer lugar, y ms importante, es la recmara en la cual es contenido el aire. Esta recmara est formada por una extensa tela que toma una forma similar a la de una gota y permanece abierta en la parte inferior. Es en esa parte donde se inserta el gas que se utilizar para movilizar el globo y que mantiene a la tela completamente extendida. Es muy importante que la recmara de aire no presente ningn agujero o dao porque entonces el movimiento del gas impulsor no sera el adecuado y el globo aerosttico podra precipitarse.Luego est el motor o termostato, aquel que propele el gas y que se puede manejar manualmente de acuerdo a las necesidades (por ejemplo, subir o bajar la intensidad del aire de acuerdo a si se necesita bajar o subir en altura). Finalmente, la tercera parte es aquella que se conoce como gndola y que es donde se ubican los pasajeros y tripulantes del globo. Esta gndola suele ser pequea y se encuentra atada a la tela de la parte superior por medio de fuertes cordones y sogas.Elfuncionamientodel globo aerosttico depende justamente del movimiento del gas que se utilice como propulsor. Esto quiere decir que no es elctrico ni mecnico si no que depende del intercambio de gases. Hay dos tipos principales: los que se mueven por aire caliente (es decir, cuando se calienta desde el motor el mismo oxgeno que est dentro de la recmara) y aquellos globos que utilizan gases tales como hidrgeno, helio o gas metano que hacen que vare el peso del globo en relacin al peso del aire en la atmsfera y as pueda ascender o descender.

Desde Definicion ABC:http://www.definicionabc.com/general/globo-aerostatico.php#ixzz3TqGhLevJ

Desde el principio de los tiempos, el hombre ha soado con conquistar los cielos yvolar. Una tarde, hace 2 siglos, 2 hermanos franceses dieron un paso gigantesco en esta bsqueda cuando mostraron al pblico un eleganteglobo aerosttico.Sucedi el 19 de septiembre de 1783. Los hermanos eranJoseph-MichelyJacques-Etienne Montgolfier,quienes presentaron ante el rey de Francia, Luis XVI, un vehculo que se elevaba por los cielos y era capaz de llevar pasajeros. Un globo de aire caliente azul oscuro con las iniciales del monarca ascendi 500 m ante los atnitos ojos de la multitud que se haba congregado en Versalles. Ocho minutos despus, la tela se desgarr y el globo baj tras haber recorrido 3.5 km.Unos aos antes, el brasileoBartolomeu de Gusmohaba realizado la primera prueba con un globo aerosttico no tripulado, pero el experimento de los hermanos Montgolfier se consider uno de los primeros grandes xitos de laaeronutica,pues en la canastilla del artefacto viajaron y resultaron ilesos una oveja, un pato y un gallo.Hoy en da, este tipo de aeronave se sigue utilizando, aunque ms a manera de diversin que de autntico transporte. Los globos aerostticos funcionan gracias a losprincipios de Arqumedes sobre los fluidos, aquellos que afirman 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. Se trata de un principio bsico de fsica: el aire caliente sube ms rpido que el aire fro porque tiene menos masa por unidad de volumen.Pero, cmo funcionan? La bolsa de los globos contiene una masa de gas ms ligero que el aire, lo que hace que se eleve. En su parte inferior, suelen llevar una canastilla en la que viajan los tripulantes que, en algunas ocasiones, pueden controlar la elevacin del aparato manejando el volumen del gas. Estos vehculos no tienen propulsor, pero se mueven gracias a las corrientes de aire.Desde aquella tarde de 1783, cientos de hombres y mujeres han navegado los cielos en globos aerostticos. Incluso los aeronautasBertrand PiccardyBrian Jonesdieron una vuelta al mundo en uno al recorrer, sin escalas, 46,759 km a bordo delBreitling Orbiter III.En nuestro nmero de septiembre puedes ver cmo actualmente estn utilizando globos a base de helio en la exploracin espacial.

se calienta el aire que pasa por debajo de la abertura del globo. como el aire caliente por naturaleza asciende, y el frio desciende, al aire que se calienta sube hacia adentro del globo, inflndolo. cuando est inflado, el aire que contina entrando empuja al que ya esta adentro hacia arriba, y dado el relativamente bajo peso de un globo aerosttico, se eleva. cuando se apaga la fuente de calor, el aire caliente dentro del globo se va enfriando, y poco a poco va saliendo, disminyendo la fuerza que se hace hacia arriba, lo que hace que el globo vaya bajando suavemente mientras el aire se enfria y se sale.

tambien fiajte que la respuesta de andres, arriba, es incorrecta. es quimica y fisicamente imposible transformar el aire (formado por oxigeno, hidrogeno, nitrogeno, carbono y otros gases) en helio (un elemento quimico totalmente diferente). el hecho de que suba es simplemente por la ley que te explique antes.

espero que te sirva :)(#|! hace 5 aos0Pulgar hacia arriba0Pulgar hacia abajoComentarioCalificacin del solicitanteNotificar abuso funciona de tal forma en ke primero se infla el globo con aire...pero este no es suficiente para elebarce entonces se tiene ke transformar en materia menos densa ke el aire para su elebacion como lo es el HELIO ...este se produce desps de calentar el aire y por esta razon es ke en los globos aeroestatucos se pueden encontrar una especie de mechera ke produce una llama calentando el aire y transformarlo en herlio....=)Fuente(s):tvcarlos andres hace 5 aos0Pulgar hacia arriba0Pulgar hacia abajoComentarioNotificar abuso Hola... Fjate si te sirve esto:

Qu es un globo?: Es una mquina que permite ascender y moverse en el aire. Civil y gubernamentalmente esta considerado como una aeronave, clasificado como un aerostato, necesitando para poder pilotarlo el ttulo de Piloto de Globo, expedido por Aviacin Civil.

Por qu vuela un globo?: Un globo de aire caliente, no vuela sino flota dentro del viento. Basamos esta forma de vuelo, como nos ensea la Fsica, en que el aire caliente pesa menos que aire fro, tendiendo por ello a subir.

Como se maneja un globo?: Se introduce aire fro con un ventilador en la vela del globo, quedando encerrado en su interior, este, se calienta ( de 80 a 110 grados) y al pesar menos que el aire fro que lo envuelve, se eleva, flotando dentro de la masa de aire quedando a merced de las vetas de viento. "VUELAS DENTRO DEL VIENTO" . Es el Piloto, que son su habilidad, coloca el globo a la altura deseada para introducirse en las corrientes de aire que le son ms propicias y poder con ello seguir una u otra direccin.

Los globos actuales se componen de 3 partes: envoltura, barquilla y quemadores.La envoltura se compone de franjas verticales unidas, realizadas de material sinttico impermeable, capaz de resistir las altas temperaturas del interior, puede ser nylon o poliester.

Su volumen depende de los modelos y de la capacidad de carga que pueden soportar. Los normales y que vemos por el aire son entre los modelos 65-105.Envoltura y barquilla estn unidas con cables. Esta suele ser de mimbre o junco entrelazado y tiene forma cbica.

Los quemadores se sitan dirigiendo el chorro de fuego hacia la entrada de la envoltura (anilla de la boca). Fijado en el suelo se encuentra el gas objeto de la cremacin (que hoy en da es propano, ms seguro que los anteriormente utilizados: hidrgeno y helio).Fuente(s):

mo funcionan los globosaerostticos?

24Mircolesnov 2010

PostedbyNestieninGases19 comentariosEtiquetasgases,Globos,VolarLos globos aerostticos funcionan gracias a ladiferencia de densidad del aire dentro en el globo con respecto al aire exterior. Dentro del globo generalmente hay helio o aire caliente, los cuales sonmenos densos que el aire exterior. Ahora bien,segn elPrincipio de Arqumedes, el aire caliente, al ser menos denso, pesar menos que el aire exterior y por lo tanto recibir una fuerza de empuje hacia arriba que har ascender al globo.La altura que los globos aerostticos llegan depender de la densidad del aire dentro del globo, dado que una vez que sta se nivele con la densidad exterior, el globo dejar de elevarse. Para descender, la densidad del aire en el globo debe ser mayor que la del aire exterior. Este manejo de las densidades es la tarea del piloto del globo.

Principio de Arqumedes

Ejemplo del Principio de Arqumedes: El volumen adicional en la segunda probeta corresponde alvolumendesplazado por el slido sumergido (que naturalmente coincide con el volumen del slido).Elprincipio de Arqumedeses un principio fsico que afirma que: Un cuerpo total o parcialmente sumergido en unfluidoen reposo, recibe unempujede abajo hacia arriba igual alpesodelvolumen del fluido que desaloja. Esta fuerza1recibe el nombre deempuje hidrostticoo deArqumedes, y se mide ennewtons(en elSI). El principio de Arqumedes se formula as:

o bien

DondeEes elempuje,fes ladensidaddel fluido,Vel volumen de fluido desplazado por algn cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo,glaaceleracin de la gravedadymlamasa, 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 normales2y descrito de modo simplificado3) acta verticalmente hacia arriba y est aplicado en elcentro de gravedaddel cuerpo; este punto recibe el nombre de centro decarena.ndice[ocultar] 1Historia 2Demostracin 2.1Prisma recto 3Vase tambin 4Notas y referencias 4.1BibliografaHistoria[editar]Laancdotams conocida sobreArqumedes,matemtico griego, cuenta cmo invent un mtodo para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo aVitruvio,arquitectode laantigua Roma, una nueva corona con forma decorona triunfalhaba sido fabricada paraHiern II,tiranogobernador deSiracusa, el cual le pidi a Arqumedes determinar si la corona estaba hecha deoroslido o si unorfebredeshonesto le haba agregadoplata.4Arqumedes tena que resolver el problema sin daar la corona, as que no poda fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular sudensidad.Mientras tomaba un bao, not que el nivel de agua suba en latinacuando entraba, y as se dio cuenta de que ese efecto podra usarse para determinar elvolumende la corona. Debido a que la compresin del agua sera despreciable,5la corona, al ser sumergida, desplazara una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada, se podra obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sera menor si otros metales ms baratos y menos densos le hubieran sido aadidos. Entonces, Arqumedes sali corriendodesnudopor las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento para recordar vestirse, gritando "Eureka!" (engriego antiguo: "" que significa "Lo he encontrado!)"6La historia de la corona dorada no aparece en los trabajos conocidos de Arqumedes, pero en su tratadoSobre los cuerpos flotantesl da el principio dehidrostticaconocido como el principio de Arqumedes. Este plantea que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado, es decir dos cuerpos que se sumergen en el seno de un fluido (ej:agua), el ms denso o el que tenga compuestos ms pesados se sumerge ms rpido, es decir, tarda menos tiempo para llegar a una posicin de equilibrio, esto sucede por el gradiente de presin que aparece en el seno del fluido, que es directamente proporcional a la profundidad de inmersin y al peso del propio fluido.7Demostracin[editar]Aunque el principio de Arqumedes fue introducido como principio, de hecho puede considerarse un teorema demostrable a partir de lasecuaciones de Navier-Stokespara un fluido en reposo, mediante elteorema de Stokes(igualmente el principio de Arqumedes puede deducirse matemticamente de lasecuaciones de Eulerpara un fluido en reposo que a su vez pueden deducirse generalizando lasleyes de Newtona unmedio continuo). Partiendo de lasecuaciones de Navier-Stokespara un fluido:(1)La condicin de que el fluido incompresible que est en reposo implica tomar en la ecuacin anterior, lo que permite llegar a la relacin fundamental entre presin del fluido, densidad del fluido y aceleracin de la gravedad:(2)A partir de esa relacin podemos reescribir fcilmente las fuerzas sobre un cuerpo sumergido en trminos del peso del fluido desalojado por el cuerpo. Cuando se sumerge un slidoKen un fluido, en cada punto de su superficie aparece una fuerza por unidad de superficieperpendicular a la superficie en ese punto y proporcional a la presin del fluidopen ese punto. Si llamamosal vector normal a la superficie del cuerpo podemos escribir laresultantede las fuerzassencillamente mediante el teorema de Stokes de la divergencia:(3)

Donde la ltima igualdad se da slo si el fluido es incompresible.Prisma recto[editar]Para un prisma recto de baseAby alturaH, sumergido en posicin totalmente vertical, la demostracin anterior es realmente elemental. Por la configuracin del prisma dentro del fluido las presiones sobre el rea lateral slo producen empujes horizontales que adems se anulan entre s y no contribuyen a sustentarlo. Para las caras superior e inferior, puesto que todos sus puntos estn sumergidos a la misma profundidad, la presin es constante y podemos usar la relacinFuerza=presinxreay teniendo en cuenta la resultante sobre la cara superior e inferior, tenemos:(4)Dondees la presin aplicada sobre la cara inferior del cuerpo,es la presin aplicada sobre la cara superior y A es el rea proyectada del cuerpo. Teniendo en cuenta la ecuacin general de la hidrosttica, que establece que la presin en un fluido en reposo aumenta proporcionalmente con la profundidad:(5)Introduciendo en el ltimo trmino el volumen del cuerpo y multiplicando por la densidad del fluido fvemos que la fuerza vertical ascendenteFVes precisamente el peso del fluido desalojado.(6)El empuje o fuerza que ejerce el lquido sobre un cuerpo, en forma vertical y ascendente, cuando ste se halla sumergido, resulta ser tambin la diferencia entre el peso que tiene el cuerpo suspendido en el aire y el "peso" que tiene el mismo cuando se lo introduce en un lquido. A ste ltimo se lo conoce como peso "aparente" del cuerpo, pues su peso en el lquido disminuye "aparentemente"; la fuerza que ejerce la Tierra sobre el cuerpo permanece constante, pero el cuerpo, a su vez, recibe una fuerza hacia arriba que disminuye la resultante vertical.(7)Dondees el peso del cuerpo en el aire yes el peso del cuerpo sumergido en el lquido.Vase tambin[editar] Hidrosttica ArqumedesNotas y referencias[editar]1. Volver arribaEl empuje de abajo hacia arriba no siempre es suficiente para desplazar al cuerpo pues si este es ms denso que el fluido en el que est inmerso dicho cuerpo no se desplazara hacia arriba, es ms se hundir a pesar del empuje arquimideano, solo que lo har ms lentamente. Subir (flotar) solo si su densidad es menor que la del fluido.2. Volver arribaEn condiciones de ingravidez (o pseudo-ingravidez por cada libre como sucede al orbitar) y para cuerpos suficientemente pequeos que no puedan generar un campo gravitacional propio apreciable, la presin hidrosttica deja de existir. En consecuencia bajo esas condiciones no hay ninguna clase de empuje hacia ningn lado por ausencia de gradiente de presiones, lo cual implica que el principio de Arqumedes, en esas condiciones no es aplicable.3. Volver arribaLas fuerzas que actan hidrostticamente sobre otro cuerpo lo hacen distribuidas por toda la superficie de contacto que tengan con el mismo, la integral de estas fuerzas de superficie (presiones) nos dar una resultante de fuerzas ubicada en el centro de gravedad, esto nos permite vlidamente y por simplicidad el imaginar abstractamente que est actuando una solo fuerza all, pero lo concreto es que no existe en la realidad una fuerza aplicada en el centro de gravedad.4. Volver arribaVitruvius.De Architectura, Book IX, paragraphs 912, text in English and Latin.University of Chicago. Consultado el 30-08-2007.5. Volver arribaIncompressibility of Water.Harvard University. Consultado el 27-02-2008.

Fuerza de empuje y Principio de Arqumedes

Cuando se sumerge un cuerpo en un lquido parece que pesara menos. Lo podemos sentir cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo por debajo del agua, los objetos parecieran que pesan menos. Esto es debido a que,todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba.Cuando en un vaso lleno de agua sumergimos un objeto, podemos ver que el nivel del lquido sube y se derrama cierta cantidad de lquido. Se puede decir queun cuerpo que flota desplaza parte del agua.

El lquido ejerce fuerza hacia arriba.

Arqumedes, quien era un notable matemtico y cientfico griego, se percat de estas conclusiones mientras se baaba en una tina, al comprobar cmo el agua se desbordaba y se derramaba, y postul la siguiente ley que lleva su nombre:Principio de ArqumedesTodo cuerpo sumergido en un lquido recibe un empuje, de abajo hacia arriba, igual al peso del lquido desalojado.Cuerpos sumergidosSobre un cuerpo sumergido actan dos fuerzas; supeso, que es vertical y hacia abajo y elempujeque es vertical pero hacia arriba.Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer supeso especfico, que es igual a supeso dividido por su volumen.Entonces, se pueden producir tres casos:1.si el peso es mayor que el empuje ( P > E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso especfico del cuerpo es mayor al del lquido.2.si el peso es igual que el empuje ( P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso especfico del cuerpo es igual al del lquido.3. Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso especfico del cuerpo es menor al del lquido.

Cuerpos sumergidos: tres casos.

Ejemplo, con un caso prctico: por qu los barcos no se hunden?

Los barcos no se hunden porque su peso especfico es menor al peso especfico del agua, por lo que se produce un empuje mayor que mantiene el barco a flote.Esto a pesar de que el hierro o acero con que estn hechos generalmente los barcos es de peso especfico mayor al del agua y se hunde (un pedazo de hierro en el agua se va al fondo), pero si consideramos todas las partes del barco incluyendo los compartimientos vacos, el peso especfico general del barco disminuye y es menor al del agua, lo que hace que ste se mantenga a flote.Ver:Principio de Arqumedes

Principio de ArqumedesEnerga potencial mnima.Energa potencial de un cuerpo que se mueve en el seno de un fluidoEnerga potencial de un cuerpo parcialmente sumergidoActividades

Principio de ArqumedesEl principio de Arqumedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.La explicacin del principio de Arqumedes consta de dos partes como se indica en la figuras:1. El estudio de las fuerzas sobre una porcin de fluido en equilibrio con el resto del fluido.2. La sustitucin de dicha porcin de fluido por un cuerpo slido de la misma forma y dimensiones.

Porcin de fluido en equilibrio con el resto del fluido.Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porcin de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce lapresindel fluido sobre la superficie de separacin es igual apdS, dondepsolamente depende de la profundidad ydSes un elemento de superficie.Puesto que la porcin defluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presin se debe anular con el peso de dicha porcin de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicacin es el centro de masa de la porcin de fluido, denominado centro de empuje.De este modo, para una porcin de fluido en equilibrio con el resto, se cumpleEmpuje=peso=fgVEl peso de la porcin de fluido es igual al producto de la densidad del fluidof por la aceleracin de la gravedadgy por el volumen de dicha porcinV.Se sustituye la porcin de fluido por un cuerpo slido de la misma forma y dimensiones.Si sustituimos la porcin de fluido por un cuerpo slido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presin no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es la misma y acta en el mismo punto, denominado centro de empuje.Lo que cambia es el peso del cuerpo slido y su punto de aplicacin que es el centro de masa, que puede o no coincidir con el centro de empuje.Por tanto, sobre el cuerpo actan dos fuerzas: el empuje y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni estn aplicadas en el mismo punto.En los casos ms simples, supondremos que el slido y el fluido son homogneos y por tanto, coinciden el centro de masa del cuerpo con el centro de empuje.

Ejemplo:Supongamos un cuerpo sumergido de densidadrodeado por un fluido de densidadf. El rea de la base del cuerpo esAy su alturah.

La presin debida al fluido sobre la base superior esp1=fgx, y la presin debida al fluido en la base inferior esp2=fg(x+h). La presin sobre la superficie lateral es variable y depende de la altura, est comprendida entrep1yp2.Las fuerzas debidas a la presin del fluido sobre la superficie lateral se anulan. Las otras fuerzas sobre el cuerpo son las siguientes: Peso del cuerpo,mg Fuerza debida a la presin sobre la base superior,p1A Fuerza debida a la presin sobre la base inferior,p2AEn el equilibrio tendremos quemg+p1A= p2Amg+fgxA=fg(x+h)Ao bien,mg=fhAgComo la presin en la cara inferior del cuerpop2es mayor que la presin en la cara superiorp1, la diferencia esfgh.El resultado es una fuerza hacia arribafghAsobre el cuerpo debida al fluido que le rodea.Como vemos, la fuerza de empuje tiene su origen en la diferencia de presin entre la parte superior y la parte inferior del cuerpo sumergido en el fluido.Con esta explicacin surge un problema interesante y debatido. Supongamos que un cuerpo de base plana (cilndrico o en forma de paraleppedo) cuya densidad es mayor que la del fluido, descansa en el fondo del recipiente.Si no hay fluido entre el cuerpo y el fondo del recipiente desaparece la fuerza de empuje?, tal como se muestra en la figura

Si se llena un recipiente con agua y se coloca un cuerpo en el fondo, el cuerpo quedara en reposo sujeto por su propio pesomgy la fuerzap1Aque ejerce la columna de fluido situada por encima del cuerpo, incluso si la densidad del cuerpo fuese menor que la del fluido. La experiencia demuestra que el cuerpo flota y llega a la superficie.El principio de Arqumedes sigue siendo aplicable en todos los casos y se enuncia en muchos textos de Fsica del siguiente modo:Cuando un cuerpo est parcialmente o totalmente sumergido en el fluido que le rodea, una fuerza de empuje acta sobre el cuerpo. Dicha fuerza tiene direccin hacia arriba y su magnitud es igual al peso del fluido que ha sido desalojado por el cuerpo.

Energa potencial mnima.En este apartado, se estudia el principio de Arqumedes como un ejemplo, de cmo la Naturaleza busca minimizar la energa.

Supongamos un cuerpo en forma de paraleppedo de alturah, seccinAy de densidads. El fluido est contenido en un recipiente de seccinS hasta una alturab. La densidad del fluido esf>s.Se libera el cuerpo, oscila hacia arriba y hacia abajo, hasta que alcanza el equilibrio flotando sobre el lquido sumergido una longitudx. El lquido del recipiente asciende hasta una alturad. Como la cantidad de lquido no ha variadoSb=Sd-Ax

Hay que calcularx, de modo que la energa potencial del sistema formado por el cuerpo y el fluido sea mnima.Tomamos el fondo del recipiente como nivel de referencia de la energa potencial.El centro de masa del cuerpo se encuentra a una alturad-x+h/2. Su energa potencial esEs=(sAh)g(d-x+h/2)

Para calcular elcentro de masasdel fluido, consideramos el fluido como una figura slida de seccinSy alturada la que le falta una porcin de seccinAy alturax.

El centro de masas de la figura completa, de volumenSdesd/2 El centro de masas del hueco, de volumenAx,est a una altura (d-x/2)

La energa potencial del fluido esEf=f(Sb)gyfLa energa potencial total esEp=Es+Ef

El valor de la constante aditiva cte, depende de la eleccin del nivel de referencia de la energa potencial.En la figura, se representa la energa potencialEp(x) para un cuerpo de alturah=1.0, densidads=0.4, parcialmente sumergido en un lquido de densidadf=1.0.

La funcin presenta un mnimo, que se calcula derivando la energa potencial con respecto dexe igualando a cero

En la posicin de equilibrio, el cuerpo se encuentra sumergido

Energa potencial de un cuerpo que se mueve en el seno de un fluidoCuando un globo de helio asciende en el aire actan sobre el globo las siguientes fuerzas: El peso del globoFg=mgj. El empujeFe=fVgj, siendof la densidad del fluido (aire). La fuerza de rozamientoFrdebida a la resistencia del aire

Dada lafuerza conservativapodemos determinar la frmula de la energa potencial asociada, integrando

La fuerza conservativa pesoFg=mgjest asociada con la energa potencialEg=mgy. Por la misma razn, la fuerza conservativa empujeFe=Vgjest asociada a la energa potencialEe=-fVgy.Dada la energa potencial podemos obtener la fuerza conservativa, derivando

La energa potencial asociada con las dos fuerzas conservativas esEp=(mg-fVg)yA medida que el globo asciende en el aire con velocidad constante experimenta una fuerza de rozamientoFrdebida a la resistencia del aire. La resultante de las fuerzas que actan sobre el globo debe ser cero.fVg- mg-Fr=0ComofVg> mga medida que el globo asciende su energa potencialEpdisminuye.Empleando elbalance de energaobtenemos la misma conclusin

El trabajo de las fuerzas no conservativasFncmodifica la energa total (cintica ms potencial) de la partcula. Como el trabajo de la fuerza de rozamiento es negativo y la energa cinticaEkno cambia (velocidad constante), concluimos que la energa potencial finalEpBes menor que la energa potencia inicialEpA.En la pgina titulada "movimiento de un cuerpo en el seno de un fluido ideal", estudiaremos la dinmica del cuerpo y aplicaremos el principio de conservacin de la energa.Energa potencial de un cuerpo parcialmente sumergidoEn el apartado anterior, estudiamos laenerga potencial de un cuerpo totalmente sumergidoen un fluido (un globo de helio en la atmsfera). Ahora vamos a suponer un bloque cilndrico que se sita sobre la superficie de un fluido (por ejemplo agua).Pueden ocurrir dos casos: Que el bloque se sumerja parcialmente si la densidad del cuerpo slido es menor que la densidad del fluido,s