Calculadora de empuje de Arquímedes por volumen sumergido🌎
Actualizado junio de 2026El empuje de Arquímedes se calcula con E = ρ × V × g. Para agua dulce (ρ = 1.000 kg/m³), un volumen sumergido de 0,1 m³ y g = 9,81 m/s², el empuje es 981 N (equivalente a sostener ~100 kg). Cuanto mayor la densidad del fluido o el volumen desplazado, mayor el empuje.
El empuje de Arquímedes (también llamado fuerza boyante o fuerza de flotación) es la fuerza vertical hacia arriba que ejerce un fluido sobre cualquier cuerpo sumergido total o parcialmente en él. La fórmula es E = ρ × V × g: densidad del fluido (kg/m³) multiplicada por el volumen sumergido (m³) y por la aceleración gravitacional (m/s²). Esta calculadora obtiene el empuje en Newtons al instante y es indispensable en física, ingeniería naval, hidrostática y experimentos de laboratorio.
Cuándo usar esta calculadora
- Determinar si un bloque de madera o metal flota o se hunde en agua dulce o salada antes de realizar un experimento de laboratorio.
- Calcular el empuje sobre el casco de un barco o lancha para verificar que la fuerza boyante supere el peso total de la embarcación cargada.
- Diseñar flotadores, boyas y sistemas de lastrado en aplicaciones de ingeniería naval o equipos de buceo.
- Resolver problemas de física universitaria o secundaria que involucran hidrostática, densidad de fluidos y equilibrio de fuerzas.
- Estimar la fuerza que actúa sobre tuberías o estructuras sumergidas en plantas industriales o acueductos.
- Analizar el comportamiento de globos aerostáticos reemplazando el fluido por aire (ρ_aire ≈ 1,225 kg/m³) y calculando el empuje necesario para elevar una carga determinada.
Ejemplo resuelto: bloque sumergido en agua dulce
- Fluido: agua dulce → ρ = 1.000 kg/m³
- Volumen sumergido: V = 0,1 m³
- Gravedad estándar: g = 9,81 m/s²
- E = 1.000 × 0,1 × 9,81 = 981 N
- Masa equivalente sostenida: 981 / 9,81 = 100 kg
Cómo funciona
4 min de lecturaCómo se calcula el empuje de Arquímedes
El Principio de Arquímedes establece que la fuerza de empuje que un fluido ejerce sobre un cuerpo es igual al peso del fluido desplazado. La fórmula fundamental es:
E = ρ_f × V_s × g
Donde:
E = Empuje (N — Newtons)
ρ_f = Densidad del fluido (kg/m³)
V_s = Volumen del cuerpo sumergido en el fluido (m³)
g = Aceleración gravitacional (m/s²); estándar = 9,80665 m/s²El empuje resultante se compara con el peso del objeto (P = m × g) para determinar si flota (E > P), se hunde (E < P) o queda en equilibrio neutro (E = P).
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Tabla de empuje por volumen sumergido en fluidos comunes
Valores con g = 9,81 m/s² y temperatura ~20 °C:
| Fluido | ρ (kg/m³) | Empuje — V=0,01 m³ | Empuje — V=0,1 m³ | Empuje — V=1 m³ |
|---|---|---|---|---|
| Aire (20 °C, 1 atm) | 1,204 | 0,12 N | 1,18 N | 11,81 N |
| Gasolina / nafta | 720 | 70,6 N | 706 N | 7.063 N |
| Alcohol etílico | 789 | 77,4 N | 774 N | 7.740 N |
| Aceite de oliva | 910 | 89,3 N | 893 N | 8.927 N |
| Agua dulce (20 °C) | 998 | 97,9 N | 979 N | 9.793 N |
| Agua de mar (típica) | 1.025 | 100,6 N | 1.006 N | 10.055 N |
| Agua — Mar Muerto | 1.240 | 121,7 N | 1.217 N | 12.165 N |
| Glicerina | 1.261 | 123,7 N | 1.237 N | 12.371 N |
| Mercurio | 13.600 | 1.334 N | 13.342 N | 133.416 N |
> La tabla asume g = 9,81 m/s². Ajustá el campo gravedad para otros planetas o altitudes.
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Casos típicos resueltos
Caso 1 — Bloque de hierro en agua dulce
Un cubo de hierro de 10 cm de lado (V = 0,001 m³, ρ_hierro = 7.874 kg/m³) sumergido completamente:
Caso 2 — Bloque de madera de pino flotando
Un bloque de pino (ρ = 530 kg/m³) de 0,5 m³ en agua dulce:
Caso 3 — Globo de helio en aire
Un globo esférico de 2 m de diámetro (V ≈ 4,19 m³), desplaza aire (ρ = 1,204 kg/m³):
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Errores comunes al calcular el empuje
1. Usar el volumen total en vez del volumen sumergido: Si el objeto flota a medias, solo el volumen por debajo de la superficie desplaza fluido. Usar V_total sobreestima el empuje.
2. Confundir densidad del objeto con densidad del fluido: La fórmula usa la densidad del fluido, no la del sólido.
3. Usar g = 10 m/s² sin aclarar: El valor estándar (ISO 80000-3) es g = 9,80665 m/s². Usar 10 introduce ~2 % de error.
4. Ignorar variación de densidad con temperatura: El agua a 4 °C tiene ρ = 1.000 kg/m³, pero a 20 °C baja a 998,2 kg/m³.
5. Olvidar que el empuje siempre es vertical hacia arriba: No depende de la forma ni orientación del objeto.
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Preguntas frecuentes
¿Qué es el empuje de Arquímedes y cómo se calcula?
El empuje de Arquímedes es la fuerza vertical ascendente que ejerce un fluido sobre un cuerpo sumergido, igual al peso del fluido desplazado. La fórmula es E = ρ × V × g, donde ρ es la densidad del fluido en kg/m³, V es el volumen sumergido en m³ y g es la gravedad en m/s². Por ejemplo: un objeto que desplaza 0,1 m³ de agua dulce (ρ = 1.000 kg/m³) recibe E = 1.000 × 0,1 × 9,81 = 981 N hacia arriba.
¿Cuánto empuje ejerce el agua sobre un objeto de 1 m³ sumergido?
En agua dulce a 20 °C (ρ ≈ 998 kg/m³) con g = 9,81 m/s², el empuje sobre 1 m³ completamente sumergido es ≈ 9.793 N (~998 kg de fuerza). En agua de mar (ρ = 1.025 kg/m³) el empuje sube a ≈ 10.055 N. En el Mar Muerto (ρ ≈ 1.240 kg/m³) alcanza ≈ 12.165 N.
¿Cuál es la diferencia entre empuje en agua dulce y agua salada?
El agua de mar tiene ρ ≈ 1.025 kg/m³ frente a ~998 kg/m³ del agua dulce a 20 °C, una diferencia del ~2,7 %. Eso significa que el empuje en el mar es un 2,7 % mayor para el mismo volumen. Por eso es más fácil flotar en el océano que en un río. En el Mar Muerto (ρ ≈ 1.240 kg/m³) el empuje es un 24 % mayor que en agua dulce.
¿Cómo determino si un objeto flota o se hunde con esta calculadora?
Calculá el empuje E = ρ_fluido × V_total × g (con el volumen total del objeto) y compará con su peso P = ρ_objeto × V_total × g. Si E > P (ρ_fluido > ρ_objeto), el objeto flota. Si E < P, se hunde. Si E = P, queda en equilibrio neutro. En resumen: el objeto flota cuando su densidad promedio es menor que la del fluido.
¿El empuje cambia con la profundidad a la que está sumergido el objeto?
No, en hidrostática clásica el empuje no depende de la profundidad — solo del volumen de fluido desplazado. A grandes profundidades oceánicas, la compresibilidad del agua y del propio cuerpo pueden generar variaciones muy pequeñas, pero para aplicaciones prácticas y cálculos académicos se desprecia ese efecto.
¿Se puede usar esta fórmula para calcular el empuje en gases, como globos en el aire?
Sí. El principio de Arquímedes aplica a cualquier fluido, incluidos los gases. La densidad del aire seco a 20 °C y 1 atm es ≈ 1,204 kg/m³. Un globo de 1 m³ de helio recibe un empuje del aire de 1,204 × 9,81 ≈ 11,81 N, suficiente para elevar ~1,2 kg. Solo hay que ingresar ρ_aire como densidad del fluido.
¿Cuánto volumen sumergido necesita una embarcación para soportar un peso determinado?
Despejando de E = ρ × V_s × g, el volumen mínimo sumergido es V_s = P_total / (ρ × g). Ejemplo: una lancha que pesa 5.000 N en agua de mar (ρ = 1.025 kg/m³) necesita desplazar al menos V_s = 5.000 / (1.025 × 9,81) ≈ 0,497 m³ para mantenerse a flote.
¿Qué valor de gravedad debo usar en la calculadora?
El valor estándar internacional (ISO 80000-3) es g = 9,80665 m/s². Para cálculos escolares y de ingeniería general se usa 9,81 m/s² (error < 0,02 %). En otros planetas: Luna 1,62 m/s², Marte 3,72 m/s², Júpiter 24,79 m/s². Podés cambiar el campo gravedad para simular flotación extraterrestre.
¿Cómo afecta la temperatura del fluido al empuje?
La temperatura modifica la densidad del fluido y, por tanto, el empuje. El agua llega a su densidad máxima (1.000 kg/m³) a 4 °C; a 20 °C es 998,2 kg/m³ y a 100 °C cae a 958,4 kg/m³ (una reducción del ~4,2 % del empuje). En aplicaciones industriales como calderas o sistemas de refrigeración, esta variación es significativa. Ingresá la densidad correcta según la temperatura del fluido.
Fuentes y referencias
Metodología y confianza
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Última revisión: 03 de junio de 2026. Los parámetros fiscales, legales y datos se verifican periódicamente con las fuentes citadas.
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