martes, 28 de abril de 2015

ARQUÍMEDES y SU EUREKA

Arquímedes es matemático, físico, astrónomo y uno de los precursores de la ingeniera, vivió en la antiga Grecia y, además de la impresionante cantidad de conocimientos que dejó a la humanidad, también es responsable de una expresión que seguramente escuchas más de una vez: Eureka.

Quién fue Arquímedes

Nacido el año 212 A.C en la cuidad de Siracusa, fue quizá uno de los matemáticos más importantes no sólo de sus tiempos, sino que también de la historia.
Estudió en Alejandría, la cuna del conocimiento en esa época, bajo otras grandes a los que sorprendió no sólo por su genialidad, sino por su particular forma de expresarse y un humor que le provocó más de un problema.
Si bien la matemática era su pasión y es responsable de varios enunciados que se utilizan en la geometría moderna, también contribuyó fuertemente en la física y en el área bélica. Los conocimientos de Arquímedes, fueron utilizados para diseñar varias máquinas utilizadas durante las Guerras púnicas, en las que perdió la vida el año 212 A.C.
La causal de su muerte, a manos de un soldado romano, también es leyenda: Al estar tan concentrado en uno de sus trabajos, le fustigó por pararse sobre sus diagramas. Ofendido, el soldado terminó asesinándole.
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El Eureka más famoso de la historia

La Hidráulica, tiene como una de sus bases más importantes el llamado Principio de Arquímedes, a través del cual se explica que un cuerpo no puede ocupar simultáneamente el lugar del otro sin desplazarlo. El enunciado formal es:
Un Cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, experimenta un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen que desaloja.
Sin meternos en detalles técnicos, queremos que conozcan la anécdota que llevó a tan importante descubrimientos.
A este verdadero genio de la ciencia, se le pidió averiguar si una corona estaba hecha de oro sólido o se trataba de un engaño. Para mayor complejidad, la corona no podía ser dañada.
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Arquímedes se estaba por tomar un baño de tina y, cuando empezó a entrar en ella, se dio cuenta que el líquido se desplazaba y subía. Justamente allí tuvo una ocurrencia, ya que si sumergía la corona podría saber si estaba hecha de oro sólido, debido que tendría una menor densidad que la falsa y, por ende, desplazaría menos agua.
Ante su descubrimiento, sólo atinó a gritar ¡eureka! y salir corriendo para comunicarlo al mundo. El detalle es que olvidó vestirse antes y corrió desnudo por las calles de Siracusa.
Eureka, es hoy una expresión que se utiliza cuando se tiene un momento en que logramos encontrar la explicación a algo, en griego significa “lo he encontrado” y pasó a ser parte del vocabulario mundial gracias al entusiasmo de Arquímedes.

Experimento del huevo que flota

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Este experimento es ideal para sorprender a tus amigos, a tus compañeros del colegio o hasta tu profesora, si es que acaso aún no lo conocen. Con unos pocos y muy básicos materiales podrás hacer flotar un huevo dentro de un vaso de agua y explicarlo en unas pocas palabras con el principio de Arquímedes.
Es fácil, divertido y también muy interesante, por lo que resultará perfecto para salir de un apuro cuando necesites llevar un experimento para tu clase. Sin mucho más que agregar, echémosle un vistazo al experimento del huevo que flota y analicemos brevemente algunos aspectos de su relación con el llamado principio de Arquímedes.

El huevo que flota en agua salada

Materiales:

  • 3 vasos grandes
  • 3 huevos de gallina
  • 1 cuchara
  • Agua natural
  • Sal 

Cómo hacer:

Experimento-del-huevo-que-flota-1.jpgEste experimento es muy fácil, en primer lugar hay que verter unas ¾ partes de agua natural en cada uno de los vasos. Disponer los tres vasos con agua sobre una mesa; en el primero de estos, añadir 4 cucharadas grandes de sal y revolver durante unos 30 segundos con la cuchara. Hacer lo mismo con el segundo vaso y una vez listo, quitar la mitad del agua salada y completar con agua natural. El tercer vaso quedará intacto, no se debe añadir sal. En cada uno de los vasos, añadir 1 huevo y observar qué sucede.

¿Qué sucede?

Como habrás podido apreciar, en el primer vaso (agua salada) el huevo flota hasta la superficie, en el segundo (½ agua salada y ½ agua natural) el huevo flota relativamente y en el tercero (agua natural) se hunde y queda en el fondo.
¿Por qué ocurre esto? Pues porque sobre el huevo actúan dos fuerzas: su peso (la fuerza de gravedad que lo empuja hacia abajo) y el empuje del agua (resistencia del agua que lo lleva hacia arriba). Si el peso es mayor que el empuje del agua, el huevo se hunde. En caso contrario flota y si son iguales (o aproximadamente iguales): el huevo queda en el medio.
El empuje que sufre un cuerpo en un líquido depende de tres factores: la densidad del líquido, el volumen del cuerpo y la gravedad. El volumen y la gravedad se mantienen inalterables, pero al agregar sal lo que hacemos es aumentar la densidad del agua, con lo que logramos que el empuje sea mayor al peso del huevo y entonces el huevo flota.

Principio de Arquímedes

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Este sencillo experimento nos pone frente al desarrollo del principio de Arquímedes, el cual señala: “Todo cuerpo sumergido en un fluido (líquido o gas), experimenta una fuerza (empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”
En pocas palabras, y aplicándo a nuestra experiencia, podemos afirmar que sobre un cuerpo actúan dos fuerzas: su peso y el empuje (que ya detallamos en el experimento). Si el peso del cuerpo es mayor que el empuje se hundirá, si el peso del agua es mayor el cuerpo va a flotar y si los pesos son equivalentes el cuerpo quedará entre las dos aguas. Además, el empuje de un cuerpo es condicionado por tres factores: la densidad del líquido, el volumen del cuerpo sumergido y la fuerza de gravedad.

Vídeo

Por si acaso, y como de costumbre, aquí te dejo un vídeo instructivo del experimento del huevo que flota que puede resultarte útil y por ese acento tan peculiar, ¡también muy gracioso!
 

Muy interesante y divertido ¿verdad? ¿Qué te parece este experimento? ¿En qué otros ámbitos de la vida cotidiana o en que otra experiencia podríamos decir que el principio de Arquímedes está cumpliéndose?