¿Por qué un objeto se hunde cuando está lleno de agua, pero flota cuando no tiene agua en su interior (en un cuerpo de agua)?

Question

¿Por qué un objeto se hunde cuando está lleno de agua, incluso si el mismo objeto flotaría sin agua en su interior?

Por ejemplo, si colocas un vaso de cristal vacío en agua, flota.

Pero si colocas un recipiente de plástico lleno de agua en agua, se hundirá. ¿Por qué es eso?

Answer 1

Para un volumen dado, las cosas ligeras flotan y las cosas pesadas se hunden. La taza se hunde cuando la llenas de agua porque se vuelve más pesada y, por lo tanto, más densa. Cuando la taza se vuelve más densa que el agua, se hunde.

La taza se hundiría igual de bien si la llenaras con rocas, plomo, etc. La condición para que la taza se hunda es que su peso debe ser mayor que el peso del agua que desplaza (es decir, su peso debe ser mayor que el peso de una taza exactamente del mismo tamaño, pero hecha de agua y llena de agua).

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Answer 2

La taza se hundirá si y solo si la fuerza total hacia abajo empujando en todas sus superficies hacia arriba, más su propio peso, es más fuerte que la fuerza total hacia arriba empujando en sus superficies hacia abajo.

Si la taza está llena, entonces el peso del agua dentro de ella empuja hacia abajo en la superficie hacia arriba del interior del fondo de la taza (y posiblemente una o más superficies laterales internas, si están en un ángulo), además del peso de todo el aire encima de ella.

Si la taza está vacía, entonces solo el peso del aire dentro de la taza está empujando hacia abajo sobre ella, además nuevamente del peso de todo el aire encima de ella.

Dado que el agua es más pesada que el aire, hay más fuerza empujando hacia abajo en una taza con agua que en una taza sin agua, por lo que es más probable que se hunda. Realmente es la misma razón por la que una taza de agua se siente más pesada que una taza de aire.