2. INTRODUCCIÓN
En este experimento se demostrara de una forma sencilla el funcionamiento de los
principios más conocidos de la hidrostática que atreves del diablillo de Descartes
el cual el físico experimental logro que vean en funcionamiento principio de
Arquímedes y Pascal combinados
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total
o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia
arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el
nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI).
El principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y
matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la
presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente
de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las
direcciones y en todos los puntos del fluido.

3. OBJETIVOS
Comprobar experimentalmente que el agua transmite la presión ejercida
sobre ella a todos los puntos de su interior.
Fabricar un buzo de juguete que se hunda y flote a voluntad según el
Principio de Arquímedes y el principio de Pascal.

4. MARCO TEORICO
La explicación teórica de la experiencia del diablillo de Descartes es, en realidad,
muy sencilla. Se basa en dos de los principios más conocidos de la hidrostática,
conocidos como principios de Arquímedes y de Pascal. Dichos principios rezan tal
que así:
Principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascensional
(conocida como empuje), de valor igual al peso del fluido que desaloja, dirigida
hacia arriba y aplicada sobre el centro de masas del cuerpo.
Principio de Pascal
El incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible,
contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada
una de las partes del mismo.
Figura 1.
En la situación inicial, donde no estamos aplicando presión sobre la botella (ver
figura 1) el diablillo contiene, prácticamente en su totalidad, únicamente aire. La
densidad del aire es, aproximadamente de 1,3 g/l. El agua es algo menos de mil
veces más densa, 1000 g/l. Por lo tanto, dado que el aire es mucho menos denso

5. que el agua, el peso del diablillo, es en esta situación menor que el peso del agua
desalojada. Por lo tanto, el empuje de Arquímedes es capaz de vencer
completamente el peso del diablillo, por lo que lo vemos flotar. De hecho,
normalmente la flotabilidad del diablillo en estas circunstancias es tan grande que
tiende a pegarse al tapón de la botella. Si la destapamos con cuidado,
observaremos que la tendencia natural del diablillo es a flotar con una fracción de
masa por encima de la superficie, tal y como sucede con las embarcaciones.
En el cuello del diablillo se crea una superficie de contacto entre el agua de la
botella con el aire de su interior. Si se ha llenado correctamente la botella, esta es
la única interfaz de aire-agua que contiene la botella.
Sin embargo, al apretar firmemente los laterales de la botella (ver figura 2),
estamos sometiendo el contenido a presión extra, que debido al principio de
Pascal es transmitida a todas las partes del fluido instantáneamente. Dicha
presión no es capaz de comprimir el agua, ya que esta es a efectos prácticos
incompresible.
Figura 2.
En particular, la presión ejercida se transmite a la interfaz aire-agua dentro del
diablillo, y al aire dentro de este. Debido a que el aire si es muy compresible, este

6. reduce su volumen en gran medida. La reducción del volumen del aire se
compensa con la entrada de nueva agua dentro del diablillo.
Por tanto, ahora en el interior del diablillo tenemos la misma masa de aire, pero
mucha más agua, por lo que el peso total aumenta. Sin embargo, el volumen total
del diablillo es el mismo, por lo que el empuje de Arquímedes es constante. Así las
cosas, llegará un punto en que el peso del diablillo sea superior al empuje de
sustentación, por lo que se hunde hasta el fondo de forma irremediable.
De hecho, es incluso posible conseguir flotabilidad neutra regulando
cuidadosamente la presión ejercida. En este caso, podemos observar el diablillo
suspendido a media altura. Dado que la densidad del agua no es constante, sino
que aumenta levemente con la profundidad, es posible controlar la altura del
diablillo variando lentamente la presión ejercida.
Por último, al liberar de repente la presión ejercida sobre la botella, el aire en el
interior del diablillo se expande hasta recuperar su volumen original. De esta
forma, la flotabilidad del diablillo se ve restablecida, y este vuelve rápidamente a la
superficie.

7. MATERIALES
Una botella de plástico blando transparente de 1,5 o 2 litros. Si es posible
con tapón de rosca.
Una carcasa de una lapicera que sea transparente.
Pequeños trozos de un material denso que se puedan introducir en la parte
exterior de la lapicera.
Productos:
Agua

8. PROCEDIMIENTO
1. Si el bolígrafo tiene un agujero lateral, se tapa con cinta adhesiva.
2. Se llena la botella con agua
3. Se pone el material denso en la parte exterior de la lapicera.
4. Se cierra la botella.
Funcionamiento:
Cuando se presiona la botella lo suficiente, se observa como la lapicera desciende
hasta llegar al fondo. Al disminuir la presión ejercida, el bolígrafo asciende de
nuevo.

9. PREGUNTAS DURANTE LA EXPERIENCIA
 ¿Cuándo flotan los cuerpos?
 ¿Cuándo se hunde un cuerpo?
 ¿Qué es un Ludión o diablillo de Descartes?
 Cuando un cuerpo queda sumergido en agua, ¿queda entre dos aguas?

10. DESCRIPCION DEL FENOMENO
Al presionar la botella se puede observar como disminuye el volumen de aire
contenido en el interior del bolígrafo. Al dejar de presionar, el aire recupera su
volumen original. Esto es consecuencia del principio de Pascal: Un aumento de
presión en un punto cualquiera de un fluido encerrado se transmite a todos los
puntos del mismo.
Antes de presionar la botella, el bolígrafo flota debido a que su peso queda
contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua. La disminución del
volumen del aire en el interior del bolígrafo, lleva consigo una reducción de la
fuerza de empuje ejercida por el agua. Esto es una consecuencia del principio de
Arquímedes: Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta
un empuje vertical ascendente que es igual al peso del fluido desalojado.

11. CONCLUCIONES
Al presionar la botella se puede observar como disminuye el volumen de aire
contenido en el interior de la lapicera. Al dejar de presionar, el aire recupera su
volumen original. Esto es consecuencia del principio de Pascal: Un aumento de
presión en un punto cualquiera de un fluido encerrado se transmite a todos los
puntos del mismo.
Antes de presionar la botella, el bolígrafo flota debido a que su peso queda
contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua. La disminución del
volumen del aire en el interior del bolígrafo, lleva consigo una reducción de la
fuerza de empuje ejercida por el agua. Esto es una consecuencia del principio de
Arquímedes: Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta
un empuje vertical ascendente que es igual al peso del fluido desalojado.
.

12. BIBLIOGRAFIA
 Libro de Física 3ro Medio 2010
 http://ciencianet.com
 100 experimentos de física y química.
 http://www.ikkaro.com/node/178