¿Qué tiene que tener un cuerpo para que flote?

El baile de la densidad: ¿Por qué algunos objetos flotan y otros no?

La flotación, ese fenómeno aparentemente mágico que permite a barcos gigantescos surcar los océanos y a una hoja danzar sobre la superficie de un estanque, se rige por un principio físico fundamental: la relación entre la densidad del objeto y la densidad del fluido que lo rodea. No se trata de magia, sino de un delicado equilibrio de fuerzas.

Imaginemos dos esferas del mismo tamaño, una de corcho y otra de hierro. Ambas ocupan el mismo volumen, pero la de hierro se siente mucho más pesada. Esta diferencia de peso, a pesar del volumen idéntico, nos habla de la densidad: la cantidad de masa contenida en un volumen determinado. El hierro concentra mucha más masa en el mismo espacio que el corcho, por lo que decimos que es más denso.

Cuando sumergimos un objeto en un fluido, como agua, éste ejerce una fuerza ascendente sobre el objeto, conocida como empuje. Este empuje es proporcional al volumen del fluido desplazado por el objeto. Es decir, cuanto mayor sea el volumen sumergido, mayor será el empuje. Aquí es donde la densidad entra en juego.

Si la densidad promedio del objeto es menor que la densidad del fluido, el empuje generado por el fluido desplazado será mayor que el peso del objeto. En otras palabras, el fluido “empuja” hacia arriba con más fuerza de la que la gravedad “tira” hacia abajo. El resultado: el objeto flota. El corcho, al ser menos denso que el agua, experimenta un empuje superior a su peso y se mantiene a flote.

Por otro lado, si la densidad promedio del objeto es mayor que la densidad del fluido, el peso del objeto supera al empuje. La fuerza de la gravedad domina, y el objeto se hunde. El hierro, mucho más denso que el agua, se precipita hacia el fondo.

Pero la historia no termina aquí. Un barco de acero, a pesar de ser construido con un material mucho más denso que el agua, flota. ¿Cómo es posible? La clave reside en la forma del barco. Su casco hueco desplaza un gran volumen de agua, creando un empuje suficiente para contrarrestar el peso del acero y de todo lo que lleva a bordo. En esencia, el barco flota gracias a la gran cantidad de aire que contiene en su interior, disminuyendo su densidad promedio por debajo de la del agua.

Por lo tanto, la flotación no depende únicamente del material del objeto, sino también de su forma y del volumen de fluido que desplaza. Es un juego de densidades y volúmenes, un delicado equilibrio de fuerzas que nos permite navegar por los mares y observar cómo una simple hoja desafía la gravedad sobre la superficie de un charco.