El principio de Arquímedes dice que la fuerza de flotación hacia arriba sobre un objeto es igual al peso del agua que desplaza. Esto tiene que equilibrar la fuerza hacia abajo de su peso cuando se para sobre él, así como el peso del material que está usando para pararse. Por lo tanto, desea un material que sea lo suficientemente fuerte como para no colapsar cuando se pare sobre él mientras se hunde en el agua, y lo suficientemente ligero como para no pesar demasiado.
El aire es muy ligero y cuando está atrapado puede proporcionar fuerzas muy fuertes. Un objeto delgado e inflable como una balsa de goma es una forma ideal de atrapar aire para flotar. La espuma de poliestireno también funciona bien porque se compone principalmente de aire atrapado. Sin embargo, puede no ser muy fuerte (y la balsa de goma también puede tener problemas de resistencia o estabilidad). La madera de balsa también es principalmente aire atrapado. También es poroso y, por lo tanto, puede volverse pesado si permanece en el agua durante demasiado tiempo.
Puedes hacerlo mejor que el aire atrapado: ¡helio! Es tan flotante que incluso sin el agua debajo de un globo lleno de él flotará, debido al hecho de que la fuerza de flotación del aire desplazado es mayor que el peso gravitatorio del helio más el globo. Sin embargo, ¡no te pares en globos de helio gigantes que están a punto de flotar!
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Generalmente, cuanto menos denso sea el material, más fuerte será la fuerza de flotación. Sin embargo, la fuerza de la fuerza de flotación puede no ser lo único que le preocupa.
Una sustancia que tiene una densidad muy baja y que no es demasiado difícil de fabricar es el gas hidrógeno. Si llena un globo (o dirigible) con él, flotará en el aire. El hidrógeno tiene la propiedad indeseable de ser inflamable, incluso explosivo, y grandes colecciones de él producen grandes explosiones, como lo demuestra el accidente de Hindenberg.
Puedes poner helio en globos y globos dirigibles y flotarán bien. El helio se escapa del caucho muy lentamente. Los dirigibles no son formas muy prácticas de transporte, pero funcionan bien como anuncios y cosas para flotar en arenas deportivas.
El aire caliente es menos denso que el aire más frío, y puede llenar globos de aire caliente con este material y también flotarán. El aire se puede calentar con una llama y es más barato usarlo que comprar una gran cantidad de helio para un corto viaje en globo. A veces, el costo y la simplicidad del almacenamiento y la distribución es el factor principal, no solo la flotabilidad.
Las sustancias más livianas que el aire son generalmente gases (no puedo pensar en ningún líquido o sólido
eso es más ligero que el aire en este momento. Posiblemente un aerogel con helio podría funcionar …)
Pero entonces necesitas algún tipo de contenedor para contener el gas.
¿Te refieres a flotar en el agua? ¿O aceite, tal vez? La espuma de poliestireno funciona bastante bien para flotar en el agua. No es muy rígido y se derrite a baja temperatura. También se descompone si lo dejas al sol durante mucho tiempo. Si está haciendo lanchas rápidas, no recomendaría hacerlo solo con espuma de poliestireno. Flotarían muy bien, pero se desmoronarían con demasiada facilidad.
Puede hacer combinaciones de cosas que tienen algunos componentes más pesados que el agua (o el aire) que flotarán si tienen grandes volúmenes de material menos denso dentro de ellos. Por ejemplo, un bote con casco de acero flotará si tiene suficiente espacio de aire adentro. El acero es bueno para la resistencia estructural y bajo costo. La mayoría de los barcos grandes están hechos de acero, aunque la fibra de vidrio a menudo se usa para pequeñas embarcaciones de recreo y veleros. También puede usar casi cualquier tipo de madera, para facilitar el montaje y bajo costo, pero se encharca, se pudre y no es tan fuerte como el acero.
