¿Qué es la calculadora de empuje?
Esta herramienta calcula la fuerza de empuje (o fuerza de flotación) que un fluido ejerce hacia arriba sobre un objeto total o parcialmente sumergido. Se basa en el principio de Arquímedes, según el cual el empuje es igual al peso del fluido desplazado por el objeto. La calculadora sirve para cualquier fluido (agua, aceite, aire, agua de mar) y en cualquier planeta: basta con ajustar los valores de densidad y gravedad.
Cómo usarla
Introduce tres datos: la densidad del fluido en kg/m³ (agua dulce ≈ 1000, agua de mar ≈ 1025, aire ≈ 1,225), el volumen desplazado en metros cúbicos (el volumen de fluido que el objeto aparta, igual a la parte sumergida del objeto) y la aceleración de la gravedad (9,81 m/s² en la Tierra). La calculadora te devuelve el empuje en newtons y la masa equivalente del fluido desplazado.
La fórmula, paso a paso
La ecuación que lo rige es Fb = ρ · g · V, donde ρ (rho) es la densidad del fluido, g es la gravedad y V es el volumen desplazado. El producto ρ · V da la masa del fluido desplazado, y al multiplicarla por g esa masa se convierte en un peso (una fuerza). Como el empuje depende únicamente del fluido desplazado —y no del material del propio objeto—, un barco de acero flota mientras que una bola de acero se hunde: todo depende del volumen que cada uno desplaza.
Ejemplo resuelto
Una caja sellada de 0,05 m³ de volumen está totalmente sumergida en agua dulce (ρ = 1000 kg/m³) en la Tierra (g = 9,81 m/s²). El empuje es Fb = 1000 × 9,81 × 0,05 = 490,5 N. Esto equivale al peso de 50 kg de agua desplazada, de modo que si la caja pesa menos de 490,5 N flota, y si pesa más se hunde.
Gravedad & Constantes de Referencia
La aceleración gravitatoria gravedad establece la intensidad con la que el fluido desplazado es atraído y, por lo tanto, la fuerza de flotación. La gravedad estándar de la Tierra es el valor predeterminado habitual; otros cuerpos se enumeran para problemas fuera de la Tierra o comparativos.
| Cuerpo | Gravedad (m/s²) |
|---|---|
| Tierra (estándar, g₀) | 9.80665 |
| Luna | 1.62 |
| Marte | 3.71 |
| Júpiter (cima de nubes) | 24.79 |
Variables & Unidades (SI)
| Símbolo | Cantidad | Unidad SI |
|---|---|---|
| \(\rho\) | Densidad de fluido (rho) | kg/m³ |
| \(V\) | Volumen desplazado (volumen) | m³ |
| \(g\) | Aceleración gravitatoria (gravedad) | m/s² |
| \(F_b\) | Fuerza de flotación | N (newtons) |
Mantenga las tres entradas en unidades SI para que el resultado sea en newtons: \(F_b = \rho \, g \, V\). Convierta litros a metros cúbicos dividiendo por 1000, y gramos por cm³ a kg/m³ multiplicando por 1000.
Preguntas frecuentes
¿Influye el peso del objeto en el empuje? No. El empuje depende solo del volumen de fluido desplazado, de su densidad y de la gravedad. El peso del objeto determina si flota o no, pero no el valor del empuje en sí.
¿Qué volumen debo introducir? El volumen sumergido, es decir, el volumen de fluido realmente desplazado. Para un objeto totalmente sumergido es su volumen completo; para un objeto que flota, solo la parte que queda por debajo de la superficie.
¿Sirve para el aire u otros gases? Sí. Usa la densidad del gas que rodea al objeto (aire ≈ 1,225 kg/m³) para estimar la sustentación de globos y dirigibles.
