Física de primaria y secundaria · Grades 1–9
5Flotar y hundirse
Tira un guijarro a un charco: desaparece hasta el fondo. Tira una hoja: viaja por encima como un barquito. La bañera, los charcos y los estanques hacen todos la misma pregunta — ¿qué flota, qué se hunde y podemos adivinarlo antes de tirarlo al agua?
5.1 ¿Flota o se hunde?
Definición 5.1 (Flotar y hundirse)
Una cosa flota cuando el agua la sujeta arriba, en la superficie; se hunde cuando baja hasta el fondo. Un corcho flota; un guijarro se hunde.
Método 5.2 (Una prueba de flotación justa)
- llena de agua un barreño grande (o el fregadero);
- posa el objeto sobre el agua con suavidad — nada de tirarlo: una salpicadura puede hundir un momento hasta lo que flota;
- suéltalo del todo y espera mientras cuentas hasta ;
- mira: arriba está lo que flota, en el fondo está lo que se hunde.
Prueba cada objeto de la misma manera, para que la comparación sea justa.
Ejemplo 5.3 (Pruébalo: el juego de clasificar)
Reúne un corcho, una moneda, una cuchara de plástico, una cuchara de metal, un guijarro, un lápiz y una hoja seca, y pruébalos uno a uno con el Método 5.2. Flotan: el corcho, la cuchara de plástico, el lápiz, la hoja. Se hunden: la moneda, la cuchara de metal, el guijarro. Antes de soltar cada objeto, di en voz alta lo que crees que va a pasar — eso es lo que los científicos llaman una predicción, y equivocarse es la mitad de la diversión.
5.2 Ser pesado no lo explica todo
Mucha gente supone que “las cosas pesadas se hunden y las ligeras flotan”. El agua les tiene guardada una sorpresa.
Ejemplo 5.4 (El tronco y la moneda)
Un tronco caído pesa muchísimo más de lo que tú puedes levantar — y sin embargo flota río abajo. Una moneda pequeña pesa menos que una galleta — y sin embargo se hunde enseguida. Así que ser pesado o ligero no puede ser toda la regla: el tronco enorme flota mientras la monedita se va al fondo.
Ejemplo 5.5 (Lo que cuenta es el material)
Vuelve al juego de clasificar: la cuchara de plástico flotó y la de metal se hundió, aunque tienen la misma forma y sirven para lo mismo. Lo que marcó la diferencia es el material del que están hechas — la madera, el corcho y casi todos los plásticos son materiales que flotan; el metal, la piedra y el vidrio son materiales que se hunden. Una cosa se comporta casi siempre como su material: la madera flota lo mismo si es una ramita que si es un tronco entero.
Observación 5.6 (Una pizca de misterio)
¿Y por qué la madera flota y el metal se hunde? Esa es una buena pregunta, y su respuesta completa es uno de los tesoros de este curso — necesita ideas que llegan en años posteriores. Por ahora recogemos buenas observaciones; el “porqué” nos encontrará preparados.
5.3 El agua empuja hacia arriba
Ejemplo 5.7 (Pruébalo: hunde la pelota)
Coge una pelota que flote en la bañera y húndela despacio con la palma de la mano. ¿Lo notas? El agua la empuja hacia arriba, y con más fuerza cuanto más hondo la metes — y si se te escapa la mano, la pelota salta fuera del agua. El agua no se limita a dejar que las cosas se queden encima: las sujeta activamente, como unos brazos que sostienen a un bebé.
Ejemplo 5.8 (El barco de plastilina)
Haz una bola con un trozo de plastilina y échala al agua: se hunde — la plastilina es un material que se hunde. Coge ahora el mismo trozo, dale forma de cuenco con las paredes altas y pósalo con suavidad sobre el agua: ¡flota! Mismo material, mismo trozo — lo único que ha cambiado es la forma. Una forma ancha y hueca le da al agua más superficie sobre la que empujar. Ese es el secreto de los grandes barcos: el metal es un material que se hunde, pero un casco de metal tiene forma de cuenco hueco enorme.
5.4 Ejercicios
Ejercicio 5.1 ★
Separa en cosas que flotan y cosas que se hunden: un corcho; una llave; una ramita seca; una canica; un patito de plástico; una piedra.
Solución
Solución de Ejercicio 5.1.
Flotan: el corcho, la ramita seca, el patito de plástico. Se hunden: la llave, la canica, la piedra.
Ejercicio 5.2 ★
En el Método 5.2, ¿por qué hay que posar el objeto sobre el agua con suavidad en vez de tirarlo?
Solución
Solución de Ejercicio 5.2.
Una salpicadura puede meter un momento bajo el agua incluso a un objeto que flota, así que un objeto lanzado podría engañarte. Posarlo con suavidad y esperar hace que la prueba sea justa.
Ejercicio 5.3 ★
Antes de la prueba, Nora supone: “La cuchara de metal flotará porque las cucharas flotan”. ¿Qué pasó en el juego de clasificar? ¿En qué debería fijarse Nora en vez de fijarse en para qué sirve la forma: en el material o en el nombre?
Solución
Solución de Ejercicio 5.3.
La cuchara de metal se hundió y la de plástico flotó. Nora debería fijarse en el material del que está hecha una cosa, no en su nombre ni en para qué sirve.
Ejercicio 5.4 ★
Di una cosa que sea pesada y flote, y una cosa que sea ligera y se hunda. ¿Qué demuestra esto sobre la suposición “las cosas pesadas se hunden”?
Ejercicio 5.5 ★
Una ramita flota. ¿Flotará también un tronco entero? ¿Qué ejemplo del capítulo te ayuda a responder?
Solución
Solución de Ejercicio 5.5.
Sí — la madera es un material que flota, y una cosa se comporta casi siempre como su material, sea ramita o sea tronco. El tronco del Ejemplo 5.4 flota río abajo.
Ejercicio 5.6 ★
Hunde en la bañera una pelota que flote y suéltala. ¿Qué notas mientras la empujas y qué hace la pelota cuando la sueltas?
Solución
Solución de Ejercicio 5.6.
Mientras empujas, notas que el agua devuelve la pelota hacia arriba, y con más fuerza cuanto más hondo va. Al soltarla, la pelota sale disparada otra vez a la superficie — gana el empuje del agua.
Ejercicio 5.7 ★
Los barcos están hechos de metal, y el metal es un material que se hunde. ¿Qué forma salva al barco? ¿Qué experimento del capítulo lo demuestra?
Solución
Solución de Ejercicio 5.7.
La forma de cuenco hueco: un casco ancho y con las paredes altas le da al agua más superficie sobre la que empujar. Lo demuestra el barco de plastilina del Ejemplo 5.8 — mismo material, pero con forma de cuenco flota.
Ejercicio 5.8 ★
Prueba a la hora del baño: una botella llena de agua y cerrada, ¿flota o se hunde? ¿Y la misma botella vacía, con el tapón puesto? Di primero lo que crees y pruébalo después.
Ejercicio 5.9 ★★
El barco de plastilina de Leo flota estupendamente — hasta que lo aplasta y lo deja hecho una bola, y entonces se hunde. “El agua se ha cansado de sujetarlo”, dice Leo. Da una explicación mejor, usando el Ejemplo 5.8.
Solución
Solución de Ejercicio 5.9.
El agua no se cansa nunca. Aplastada en forma de bola, la plastilina solo le ofrece al agua un fondo redondo y pequeño sobre el que empujar; con forma de barco hueco, el mismo trozo se extiende a lo ancho y el empuje del agua sobre todo ese fondo basta para sostenerlo. Lo que cambió fue la forma, no el agua.