Física

El Dedo en el Agua:

Imaginaos la siguiente situación:

Tenemos una balanza en la que situamos un balde lleno de agua en un lado y una pesa en el otro. La balanza está perfectamente equilibrada, esto es, tanto la pesa como el balde con agua pesan exactamente lo mismo. A continuación, introducimos la punta del dedo en el agua.

¿Qué ocurrirá?

¿Sencillo, no? Pues parece que no es tan obvio como pudiéramos pensar en un primer momento, dado que la respuesta más extendida es que “no ocurre nada”, basándose en que el peso lo sostenemos con el brazo y no incide sobre él. Pero esto no es correcto: en realidad, la balanza se desequilibra del lado del balde.

Efectivamente, el peso del dedo no juega ningún papel aquí; sin embargo, no estamos teniendo en cuenta las demás fuerzas existentes en el sistema.

El principio de Arquímedes afirma que “todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado”: el agua ejerce una fuerza sobre el dedo que es igual al volmen desalojado por el dedo, multiplicado por la densidad del agua y por la aceleración de la gravedad.´

Lógicamente, y por la Tercera Ley de Newton, para que el dedo se mantenga dentro del agua nosotros tenemos que hacer una fuerza igual y hacia abajo. Así que con nuestro brazo estamos manteniendo todo el peso de nuestro dedo menos esa pequeña cantidad que ejerce el agua. De la misma manera, el agua tiene que apoyarse en algún sitio para ejercer esa fuerza contra nuestro dedo: el balde. Y el balde, a su vez, ejerce esa fuerza sobre la balanza. En consecuencia, esa pequeña fuerza incrementa el peso del lado del balde y hace que la balanza se desequilibre.
No sé por qué sorprende tanto que se pueda empujar un líquido.

¿No empujamos sólidos?

Al fin y al cabo, podríamos ver el agua de ese balde como un solido muy deformable, con lo cual la fuerza de empuje es mucho menor, pero existe.