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Calculadora de flotabilidad

Estima si un objeto flota en el fluido elegido, qué parte queda bajo la superficie y cuánta masa adicional puede soportar antes de la inmersión completa.

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Ejemplos

Objeto de 12 kg, desplazamiento de 0,05 m³, agua a 1000 kg/m³. Flota con 38 kg de margen de carga restante antes de la inmersión completa y alrededor del 24 % de fracción sumergida en equilibrio de flotación.

Veredicto de flotabilidad
Flota
Empuje máximo con desplazamiento completo
490,5 N
Peso del objeto
117,72 N
Volumen sumergido en equilibrio de flotación
0,012 m³
Fracción sumergida en equilibrio de flotación
24%
Masa total máxima soportada con desplazamiento completo
50 kg
Margen de carga restante antes de la inmersión completa
38 kg

El objeto puede flotar. En el equilibrio de flotación, el empuje iguala al peso del objeto; el empuje máximo con desplazamiento completo mostrado arriba es solo el techo disponible que define la masa total máxima soportada y el margen de carga.

Solo es una estimación estática de flotabilidad. Esta página no predice estabilidad, efectos de forma de casco, comportamiento del aire atrapado, trimado, olas, arrastre dinámico ni certificación de seguridad.

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Ejemplos

Cómo funciona

Fórmula

Fb,max⁡=ρfgVmax⁡F_{b,\max} = \rho_f g V_{\max}

W=mgW = m g

Vsub=mρfV_{sub} = \frac{m}{\rho_f}

mmax⁡=ρfVmax⁡m_{\max} = \rho_f V_{\max}

mpayload=mmax⁡−mm_{payload} = m_{\max} - m

Variables de cálculo

Fb,max⁡F_{b,\max}

Empuje máximo con inmersión completa(N or lbf)

WW

Peso del objeto(N or lbf)

VsubV_{sub}

Volumen sumergido necesario para flotar(m³, L, or ft³)

mmax⁡m_{\max}

Masa total máxima soportada con desplazamiento completo(kg or lb)

mpayloadm_{payload}

Masa de carga restante antes de la inmersión completa(kg or lb)

ρf\rho_f

Densidad del fluido(kg/m³, g/cm³, or lb/ft³)

gg

Aceleración de la gravedad(m/s² or ft/s²)

Vmax⁡V_{\max}

Volumen externo máximo de desplazamiento(m³, L, or ft³)

mm

Masa del objeto(kg or lb)

Elige si conoces la masa del objeto o su densidad media. Después introduce el volumen externo de desplazamiento máximo, la densidad del fluido y, si hace falta, otra gravedad. La calculadora convierte las unidades a una base común, compara el peso del objeto con el empuje máximo con desplazamiento completo y luego muestra el veredicto de flotabilidad junto con el volumen sumergido en equilibrio de flotación, la fracción sumergida o el déficit de masa correspondiente.

El modelo de planificación es simple y estático. Primero se calcula el empuje máximo con desplazamiento completo mediante Fb,max⁡=ρfgVmax⁡F_{b,\max} = \rho_f g V_{\max}. El peso del objeto es W=mgW = m g. Si Fb,max⁡F_{b,\max} es al menos tan grande como WW, el objeto puede flotar. Su estado de equilibrio no usa todo ese techo; solo necesita desplazar el fluido suficiente para cumplir ρfgVsub=mg\rho_f g V_{sub} = m g, de modo que Vsub=m/ρfV_{sub} = m / \rho_f. Ese mismo volumen externo de desplazamiento también fija la masa total máxima soportada mmax⁡=ρfVmax⁡m_{\max} = \rho_f V_{\max} y el margen de carga restante antes de la inmersión completa mpayload=mmax⁡−mm_{payload} = m_{\max} - m.

Preguntas frecuentes

01¿Qué estima exactamente esta calculadora de flotabilidad?
Estima la flotabilidad estática a partir de la masa del objeto o su densidad media, el volumen externo de desplazamiento, la densidad del fluido y la gravedad. Te dice si el empuje máximo con desplazamiento completo puede sostener el peso del objeto y, si puede, qué volumen sumergido en equilibrio de flotación hace falta.
02¿Por qué el empuje máximo no es la misma fuerza que actúa al flotar?
El empuje máximo con desplazamiento completo es el techo a inmersión total: rho_f × g × Vmax. Un objeto flotando normalmente desplaza menos fluido. En equilibrio de flotación, el empuje solo sube hasta igualar el peso del objeto, y de ahí salen el volumen sumergido y la fracción sumergida reales.
03¿Por qué se pide el volumen externo de desplazamiento?
La flotabilidad depende de cuánto fluido puede desplazar el contorno exterior del objeto, no solo del material sólido interior. Por eso un recipiente sellado, un flotador hueco o una pieza con espuma pueden tener una masa del objeto baja frente a un gran volumen externo de desplazamiento y seguir flotando.
04¿Qué significa margen de carga?
El margen de carga restante antes de la inmersión completa es la masa extra que el objeto todavía podría llevar en ese fluido. Es la diferencia entre la masa total máxima soportada con desplazamiento completo y la masa del objeto.
05¿Qué no predice esta herramienta?
No predice estabilidad, efectos de forma de casco, aire atrapado, trimado, olas, arrastre dinámico ni certificación de seguridad. Solo es una estimación estática de flotabilidad.

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