Sostenerse en la superficie de un cuerpo. En el aprendizaje de la natación es indispensable el dominio de la flotabilidad para conseguir una completa autonomía en el medio acuático y una confianza a si mismo.
Existen dos clases de flotación:
Dinámica: Se produce durante el desplazamiento en el agua, es decir mientras se nada, pero también es flotación dinámica cuando no existe desplazamiento y se aplican determinadas fuerzas, por ejemplo los nadadores de natación sincronizada.
Estática: Se produce cuando no existe movimiento en el agua. El principio de Arquímedes ayuda a explicar la naturaleza de la flotabilidad, “El cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimentan una fuerza ascendente igual al peso del líquido desplazado”.
A partir de este principio surgen tres tipos de flotación:
Positiva
Neutra
Negativa
DIFERENCIAS DE FLOTABILIDAD
HOMBRE
Factores que determinan la flotación.
La densidad del agua. La densidad de un cuerpo esta relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotara sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, ambas sustancias se hundirán en la gasolina de densidad más baja.La densidad del agua dulce es de 1.000 kg/m³ y la densidad media del cuerpo humano es de 950 kg/m³ por lo tanto un individuo puede flotar con facilidad en el agua.Otro factor que afecta la densidad del agua es la temperatura, es decir cuanto más densa es y por lo tanto se flota mejor.
La densidad del cuerpo. El cuerpo humano puede alterar su densidad en función de la cantidad de aire albergada en sus pulmones, permitiendo que el peso del volumen de agua desalojado aumente o disminuya en relación al peso del cuerpo en su conjunto. En inspiración si el peso especifico es menor que el 1 el cuerpo flota, en cambio, en la espiración es peso específico es mayor que 1 por lo tanto el cuerpo no flota.
El sexo. Como todos sabemos la grasa flota sobre el agua, la composición media corporal de las mujeres contiene un porcentaje mayor de agua y de tejido adiposo acumulado de manera natural en pechos y caderas con respecto a los hombres. Por esta razón las mujeres flotan con capacidad que los hombres. La tendencia de los hombres es flotar menos que las mujeres porque su peso medio de músculos y huesos es superior.
La edad. La mayoría de los niños y jóvenes tienen una mayor dificultad a la hora de flotar debido a la escaseé relativa del tejido adiposo y el mayor peso de las piernas ocasionado por la musculatura.
La raza. La mayoría de las rezas negras tienen más masas ósea y mayor volumen muscular que la raza blanca, lo que encuentran una dificultad añadida para flotar.
La presión atmosférica. Las razones principales para la flotación consisten en que el cuerpo humano tiene su peso específico superior al agua. Este varía con la cantidad de aire que se tenga en los pulmones y según el peso de cada persona.
El somatotipo. Son las características físicas generales
Endomorfos: preponderancia de grasa, y poseen un abdomen protuberante (es el que mejor flota).
Mesoformos: poseen grandes masas músculo esqueléticas.
Ectomorfos: altos delgados y con reducida grasa corporal (mayor dificultad para flotar).
BUZO
El agua de mar es más densa que el agua dulce, por lo que 1 litro de agua de mar pesará más que 1 litro de agua dulce. Un buceador sumergido en agua dulce; sin embargo, puesto que el peso del agua de mar será mayor al de agua dulce, el empuje (o fuerza ascendente) será mayor en el primer caso que en el segundo. Por tal razón será más fácil flotar en el agua salada que en agua dulce. Asimismo, un buceador con mayor volumen desplazara mayor cantidad de agua que uno de menor volumen. Un buceador inmerso en el agua infla su chaleco compensados, lo que esta haciendo es aumentar su volumen, sin modificar su peso. Al aumentar su volumen aumenta también el volumen de agua desplazado, por lo que aumenta su empuje y adquiere flotabilidad positiva.
PECES
El Dr. Berenbrink investiga el mecanismo que permite a los peces flotar a diferentes niveles en el mar sin necesidad de acercare a la superficie del agua en busca de oxigeno.Es un sistema que permite a los peces mantener su vejiga natatoria llena de gas incluso a presiones elevadas en las profundidades del mar. Comprende un sistema de arterias y venas, así como una serie de proteínas de la sangre, que pueden desprender oxigeno incluso con elevadas concentraciones de gas.Algunos peces no tienen vejiga natatoria y otros simplemente la llenan tragando agua en la superficie del agua.Otros grupos de peces posee una vejiga natatorio cerrada que se infla a través de secreciones de gas aun cuando hallan bajo fuetes presiones de agua.
BARCOS
La respuesta de porque flotan los barcos nos la da el principio de Arquímedes.Flota porque a pesar de todo, su densidad total es menor que la de el agua.Un barco no es un bloque metálico macizo, sino es hueco por dentro, de esta manera su peso es inferior al de una cantidad igual de agua. Si la densidad del barco varia, cargándolo o descargándolo (la maza total varia pero el volumen sigue igual), el equilibrio de flotabilidad en el que se encuentra, se rompe, y se emergerá o se hundirá.En el caso de las embarcaciones, el empuje que experimenta el casco hacia arriba (fuerza que lo mantiene al flote) es igual al peso del agua desplazada. Si la embarcación fuera totalmente maciza, la densidad del material debería ser inferior a la del agua para asegurar la flotación (por ejemplo determinadas maderas). Sin embargo la totalidad de las embarcaciones son huecas por dentro (contienen aire, que es un fluido casi 800 veces más liviano que el agua), lo que desplazan un gran volumen de agua siendo su peso mucho menor.De esta forma pueden construirse buques de acero casi 8 veces más denso que el agua sin que se hunda.
SUBMARINOS
Todos los barcos, así como los submarinos en superficie, están en situación de flotación positiva, pesando menos que el volumen equivalente de agua (de acuerdo con el principio de Arquimímedes). Para sumergiese hidrostáticamente (sin ayuda mecánica), un decrementando el desplazamiento de agua (volumen). Para controlar su peso, los submarinos están equipados con tanques de lastre, que pueden llenarse don agua tomada del exterior o aire a presión.
Para sumergirse o emerger, los submarinos usan los tanques de proa y popa, llamados tanques principales, que abren y se llenan completamente de agua para sumergirse o se llenan de aire a presión para emerger. Durante la inmersión, los tanques principales suelen permanecer inundados, lo que simplifica su diseño, por lo que en muchos submarinos estos tanques son simplemente una sección del espacio entre los cascos. Para un control más rápido y preciso de la profundidad, los submarinos disponen de unos tanques de control de profundidad más pequeños, capaces de soportar presiones más altas. La cantidad de agua en estos tanques pueden controlarse tanto para responder a cambios en las condiciones exteriores como para cambiar la profundidad de inmersión. Dichos tanques pueden situarse cerca del centro de gravedad del submarino, o distribuirse por el buque para evitar afectar a la escora.
Diferencia de flotabilidad en agua dulce y salada.
El agua de mar es más densa que el agua dulce, por lo que un litro de agua de mar pesara más que un litro de agua dulce. Un buzo sumergido en el agua de mar desplazara igual cantidad de agua que el mismo sumergido en agua dulce, sin embargo, puesto que el peso del agua de mar será mayor al de agua dulce, el empuje (o fuerza ascendente) será mayor en el primer caso que en el segundo. Por tal razón será más fácil flotar en el agua salada que en agua dulce.Un ejemplo de la salinidad del agua: un mar en el que no se puede ahogar nadie. “Mar Muerto de Palestina”, sus aguas son extremadamente saladas, hasta tal punto que en él no pueda existir ningún ser vivo.
El clima caluroso y seco de Palestina hace que se produzca una evaporación muy intensa en la superficie del mar. Pero se evapora agua pura, mientras que la sal se queda en el mar y va aumentando la salinidad de sus aguas.Esta salinidad aumenta con la profundidad. Por lo tanto una cuarta parte del contenido del Mar Muerto está formada por la sal que esta disuelta en el agua. Sus aguas son mucho más pesadas que el agua de mar ordinaria. Unirse en esta agua es imposible. El cuerpo es más liviano que ellas.El peso de nuestro cuerpo es sensiblemente menor que el de un volumen de agua muy salada y, por consiguiente, de acuerdo con la ley de flotación, el hombre o se puede hundir en el Mar Muerto, al contrario, flota en su superficie lo mismo que un huevo en agua salada.
Con el siguiente experimento podemos hacer notar el efecto de Flotabilidad.
Materiales:
Vaso con agua
Cucharilla
Huevo crudo
Sal.
Procedimiento:
1. Llena el vaso con agua
2. Coloca el huevo en el vaso y comprueba que se va al fondo.
3. Saca el huevo del vaso y añade sal al agua hasta lograr lasaturación de la disolución. Coloca el huevo en el vaso y comprueba que flota.
4. Sin sacar el huevo del vaso añade agua lentamente.
Poco a poco el huevo se hunde. Puede lograrse que el huevo se quede flotando sin hundirse del todo en el interior del agua.
Explicación: Un cuerpo sumergido en un líquido experimenta dos fuerzas:
El peso: es la fuerza con que lo atrae la Tierra (depende de la masa del cuerpo).
El empuje: es la fuerza que hace hacia arriba el líquido (depende del volumen del cuerpo y de la densidad del líquido)Si el peso es mayor que el empuje, el cuerpo se hunde. En caso contrario flota y si son iguales, queda entre dos aguas. Al poner el huevo en el agua se hunde ya que su peso es superior al empuje.
Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura,lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo entoces en este caso el huevo flota.
De igual manera en el siguiente video podemos ver el comportamiento de algunos elementos cuando son sumergidos en diferentes liquidos.
CONCLUSIÓN
A través de esta investigación hemos intentado desentrañar las diferencias que existen entre algunos seres y/u objetos a la hora de flotar y la densidad del medio líquido en el que se desenvuelven.A partir de esto llegamos a la conclusión de que es posible flotar en cualquier medio líquido (agua dulce o salada) siempre y cuando el individuo o el objeto tengan una densidad menor al medio en que se desenvuelve. En este caso hablaríamos de una flotación positiva y por el contrario si el individuo presentara una densidad mayor al del medio en el que se mueve hablaríamos de una flotación negativa, pero igual logra permanecer flotando a través de movimientos o como algunos peces que flotan gracias a lo que se llama “vejiga natatoria”.
Este vídeo está rodado gracias a la existencia del hexafluoruro de azufre que es bastante más pesado que el aire hasta tal punto que permite que un barco de aluminio flote sobre él.El principio de Arquímedes permite explicar la flotación de este barquito. El barquito sufre un empuje hacía arriba igual al peso de hexafluoruro que desaloja. El peso del hexafluoruro desalojado es igual al peso del barco. Cuando el peso del barco aumenta (al introducir hexafluoruro dentro del mismo) se hunde.
No hay comentarios:
Publicar un comentario