Hidráulica y Fluidos

Presión Hidrostática y Flotación

Fórmulas, simulador visual de flotación, ejemplos resueltos y ejercicios de nivel básico y avanzado.

¿Qué es la presión hidrostática?

Es la presión que ejerce un líquido por el simple hecho de tener peso. Cuanto más profundo vas, más líquido tienes encima empujando hacia abajo, así que la presión aumenta con la profundidad — por eso te duelen los oídos al bucear.

P = ρ · g · h

P = presión (Pascal, Pa)  ·  ρ = densidad del líquido (kg/m³)  ·  g = 9.8 m/s²  ·  h = profundidad (m)

La densidad del agua es 1000 kg/m³. Esta fórmula no depende de la forma del recipiente ni de cuánta agua hay en total — solo de qué tan profundo estás.

Calcula la presión a cierta profundidad

Mira cómo aumenta la presión con la profundidad

Mueves la profundidad del buzo y miras cómo el manómetro marca cada vez más presión — no importa cuánta agua haya al costado, solo cuánto tienes encima.

Profundidad: 0 m Presión: 0 Pa

Ejemplo

¿Qué presión hidrostática hay a 10 m de profundidad en agua de mar (ρ≈1025 kg/m³)?

P = 1025 × 9.8 × 10 = 100.450 Pa (≈1 atmósfera extra por cada 10 m)

Por eso los buzos necesitan equiparse para profundidades grandes: la presión sube rápido y constante con cada metro.

Ejercicios con respuesta

  1. ¿Cuál es la presión hidrostática a 5 m de profundidad en agua dulce (ρ=1000)?
    Ver respuestaP = 1000×9.8×5 = 49.000 Pa
  2. Un submarino está a 200 m de profundidad. ¿Qué presión soporta su casco (sin contar la atmosférica)?
    Ver respuestaP = 1025×9.8×200 = 2.009.000 Pa (≈2 millones de Pa)
  3. ¿Por qué la presión hidrostática no depende de la forma del recipiente?
    Ver respuestaPorque solo depende de la altura de líquido por encima del punto considerado, no del volumen total ni del ancho del recipiente.

Principio de Arquímedes: por qué flotan las cosas

Todo objeto sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba, igual al peso del fluido que desplaza. Si ese empuje es mayor que el peso del objeto, flota. Si es menor, se hunde.

E = ρfluido · g · Vsumergido

E = empuje (N)  ·  Vsumergido = volumen de fluido desplazado (m³)

La regla práctica: un objeto flota si su densidad promedio es menor a la del fluido. Un objeto de acero se hunde en agua, pero un barco de acero flota porque su forma hueca hace que su densidad promedio (contando el aire adentro) sea menor a la del agua.

¿Flota o se hunde?

Mira flotar o hundirse el objeto

Mueves la densidad del objeto y lo ves acomodarse en el líquido en tiempo real — más denso que el agua se hunde, menos denso flota más arriba.

Densidad objeto: 600 kg/m³ Flota (40% sumergido)

Ejemplo

Un trozo de madera de densidad 600 kg/m³ flota en agua (1000 kg/m³). ¿Qué porcentaje de su volumen queda sumergido?

En equilibrio, el peso del objeto = empuje: ρobjeto·V·g = ρagua·Vsumergido·g

Vsumergido/V = ρobjetoagua = 600/1000 = 0.6 → 60% sumergido

El 40% restante queda por encima de la superficie.

Ejercicios con respuesta

  1. Un iceberg tiene densidad ≈920 kg/m³, flotando en agua de mar (≈1025 kg/m³). ¿Qué porcentaje queda bajo el agua?
    Ver respuesta920/1025 ≈ 0.898 → 89.8% sumergido (por eso "la punta del iceberg" es tan poco)
  2. Un objeto de densidad 1200 kg/m³ se sumerge en agua (1000 kg/m³). ¿Flota o se hunde?
    Ver respuestaSe hunde, porque su densidad es mayor a la del agua (el empuje no alcanza a igualar su peso)
  3. ¿Por qué un barco de acero flota si el acero es mucho más denso que el agua?
    Ver respuestaPorque lo que importa es la densidad promedio del barco completo (acero + aire hueco adentro), no la del material solo — esa densidad promedio es menor a la del agua.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se me tapan los oídos al bucear pero no al subir una montaña tan rápido?

Porque el agua es mucho más densa que el aire, así que la presión hidrostática cambia muchísimo más rápido por metro de profundidad en agua que la presión atmosférica por metro de altura en aire.

¿Un objeto pesado siempre se hunde?

No — lo que importa es la densidad (peso por volumen), no el peso total. Un barco pesa toneladas pero flota porque su forma hace que su densidad promedio sea menor a la del agua.

¿Por qué flotamos mejor en el mar que en una pileta?

Porque el agua de mar es más densa que el agua dulce (por la sal disuelta), así que empuja con más fuerza hacia arriba para el mismo volumen de cuerpo sumergido.