Buoyancy Calculator

Calculate buoyant force (Archimedes' principle)

Buoyancy

Fb = rho x V x g

Formula
Fb = rho x V x g

¿Qué es el Empuje?

El empuje es la fuerza hacia arriba que ejerce un fluido sobre un objeto sumergido en él. Esta fuerza se opone a la gravedad y es responsable de que los objetos floten o se hundan. El Principio de Arquímedes establece que la fuerza de empuje es igual al peso del fluido desplazado por el objeto.

El empuje es fundamental en arquitectura naval, diseño de submarinos, buceo y aeronáutica de globos. Los ingenieros calculan la fuerza de empuje para diseñar barcos, predecir cómo las cargas afectan el calado de una embarcación y dimensionar chalecos salvavidas.

Cómo Usar la Calculadora

  1. Ingresa el volumen del objeto sumergido en metros cúbicos (m³).
  2. Ingresa la densidad del fluido (p. ej., 1000 kg/m³ para agua dulce, 1025 para agua de mar).
  3. Haz clic en Calcular para obtener la fuerza de empuje en Newtons.
  4. Compara con el peso del objeto para determinar si flota o se hunde.

Fórmula y Explicación

F_e = ρ_f × V × g F_e = fuerza de empuje (N) ρ_f = densidad del fluido (kg/m³) V = volumen sumergido (m³) g = aceleración gravitacional (9,81 m/s²)

Un objeto flota cuando F_e ≥ su peso (mg). Se hunde cuando el peso > F_e. La flotabilidad neutra ocurre cuando F_e = mg exactamente.

Ejemplos Resueltos

Esfera de Acero en Agua

Una esfera sólida de acero con volumen 0,001 m³ se sumerge en agua dulce (ρ = 1000 kg/m³). F_e = 1000 × 0,001 × 9,81 = 9,81 N. El acero pesa ~78 N para este volumen, por lo que se hunde (peso 78 N > F_e 9,81 N).

Bloque de Madera Flotando

Un bloque de madera (ρ_madera = 600 kg/m³, volumen = 0,01 m³) flota en agua. Su peso = 600 × 0,01 × 9,81 = 58,86 N. Desplaza exactamente esa cantidad de agua: V_sumergido = 58,86 / (1000 × 9,81) = 0,006 m³, es decir, el 60% está sumergido.

Lastre de Submarino

Un submarino de 500 m³ necesita flotabilidad neutra en agua de mar (ρ = 1025 kg/m³). F_e requerida = 1025 × 500 × 9,81 = 5 028 375 N ≈ 512,6 toneladas. Los tanques de lastre se inundan para igualar este valor con el peso del submarino.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es el Principio de Arquímedes?▾
El Principio de Arquímedes establece que la fuerza de empuje sobre un objeto es igual al peso del fluido que desplaza. Según la leyenda, Arquímedes lo descubrió al observar que el agua rebosaba cuando entró a un baño, exclamando su famoso '¡Eureka!'.
¿Por qué flota un barco de acero?▾
Un barco de acero flota porque su casco encierra un gran volumen de aire. La densidad media del barco (acero + aire) es menor que la del agua. El barco desplaza suficiente agua como para igualar su peso total antes de quedar completamente sumergido.
¿Qué es la gravedad específica?▾
La gravedad específica es la relación entre la densidad de una sustancia y la del agua a 4°C (1000 kg/m³). Los objetos con gravedad específica < 1 flotan; los de > 1 se hunden. El hielo tiene GE ≈ 0,917 — flota con el 91,7% sumergido.
¿Cómo controlan la profundidad los submarinos?▾
Los submarinos usan tanques de lastre que se pueden inundar con agua de mar o vaciar con aire comprimido. Inundarlos aumenta el peso hasta superar el empuje (inmersión); soplarlos expulsa el agua hasta que el empuje eleva al submarino (emerger).
¿Cambia el empuje con la profundidad?▾
Para objetos incompresibles, el empuje no cambia con la profundidad — solo depende del volumen desplazado. Sin embargo, los objetos compresibles (como cámaras de gas) se comprimen bajo presión, reduciendo F_e y hundiéndose más.