Principios de Pascal y de Arquímedes en 2.º de secundaria
El principio de Pascal explica que un gato hidráulico levante un auto con poca fuerza; el de Arquímedes, que un barco de acero flote. Los dos tratan de cómo actúan las fuerzas en los fluidos, y los dos se pueden comprobar con jeringas, botellas y plastilina.
Qué dice el programa
Contenido 6 de Física
Principios de Pascal y de Arquímedes.
2.º grado · Procesos de desarrollo de aprendizaje (PDA)
- Experimenta e interpreta las interacciones de la fuerza y el movimiento relacionados con los principios de Pascal y de Arquímedes, para explicar actividades cotidianas.
- Identifica algunos dispositivos de uso cotidiano en los cuales se aplica el Principio de Pascal (sistemas de frenos hidráulicos, elevadores y gatos hidráulicos) y de Arquímedes (flotación de barcos, submarinos y globos aerostáticos, entre otros); colabora en equipo para proponer actividades experimentales y resolver problemas sencillos relativos a las propiedades de los fluidos.
Planear con este contenidoLista de cotejo y rúbrica de este PDA
Fuente: anexo del Acuerdo 08/08/23 (Diario Oficial de la Federación, 15 de agosto de 2023), según la edición de la SEP del Programa Sintético de la Fase 6 (2024), pág. 67 del PDF. Se reproduce sin cambios: es texto oficial publicado en el DOF (Ley Federal del Derecho de Autor, art. 14, fracc. VIII). Lo demás de esta página es de Aulapedia. La edición SEP 2025 dice lo mismo en este contenido. Edición 2025 cotejada el 2 de octubre de 2026. Última comprobación de los enlaces: 11 de octubre de 2026.
Qué es y por qué importa
Este contenido lleva las fuerzas al mundo de los fluidos: los líquidos y los gases. El primer PDA pide experimentar e interpretar los principios de Pascal y de Arquímedes para explicar actividades cotidianas; el segundo, reconocerlos en dispositivos como los frenos y los gatos hidráulicos, los barcos, los submarinos o los globos aerostáticos, y resolver problemas sencillos en equipo.
La idea que une los dos principios es la presión: la fuerza repartida sobre un área. Entender la presión explica por qué un clavo entra por la punta, por qué duelen los oídos al bajar al fondo de una alberca y por qué un líquido encerrado puede multiplicar una fuerza.
Es un contenido muy práctico para trabajar en equipo y con materiales de bajo costo, y conecta con la tecnología que el alumnado ve en el taller mecánico, en la vulcanizadora o en el consultorio del dentista.
Para el docente: cómo explicarlo
Fluidos y presión
La presión es la fuerza que actúa sobre cada unidad de área: P = F / A. Se mide en pascales (Pa); un pascal es un newton repartido en un metro cuadrado. La misma fuerza produce más presión cuanto menor es el área: por eso un cuchillo afilado corta mejor y unas botas anchas se hunden menos en el lodo que unos tacones.
Dentro de un líquido, la presión aumenta con la profundidad, porque hay más líquido encima. Las cortinas de las presas son más gruesas abajo, y al bucear en el fondo de una alberca se siente la presión en los oídos. El aire también ejerce presión: al nivel del mar, la atmósfera normal vale 101 325 Pa; en las ciudades altas, como la Ciudad de México, es cerca de tres cuartas partes de ese valor.
El principio de Pascal
Blaise Pascal, en el siglo XVII, describió que la presión que se aplica a un líquido encerrado se transmite igual a todos sus puntos. Si se aprieta una bolsa de agua cerrada con agujeros, el agua sale con fuerza por todos ellos, no solo por el que está frente a la mano.
En una prensa hidráulica hay dos émbolos de distinta área unidos por un líquido. Como la presión es la misma en los dos, F₁ / A₁ = F₂ / A₂: si el émbolo grande tiene 50 veces el área del pequeño, la fuerza sale 50 veces mayor. Con 50 N sobre un émbolo de 2 cm² se obtienen 2500 N en uno de 100 cm². No se gana energía: el émbolo pequeño tiene que recorrer 50 veces más distancia.
- Frenos hidráulicos: el pedal empuja el líquido de frenos y la presión llega a las balatas de cada rueda.
- Gato hidráulico: en la vulcanizadora o el taller, unas cuantas palancadas levantan un auto.
- Elevadores y sillones: el elevador del taller mecánico y el sillón del dentista o de la peluquería suben con el mismo principio.
El principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja. El empuje se calcula con E = d × V × g, donde d es la densidad del fluido y V el volumen sumergido. Una piedra de 2 L (0.002 m³) completamente sumergida en agua recibe un empuje de 1000 × 0.002 × 9.8 = 19.6 N; por eso se siente más ligera dentro del agua.
Un objeto flota cuando el empuje puede igualar su peso antes de quedar del todo sumergido, es decir, cuando su densidad promedio es menor que la del fluido. Un barco de acero flota porque su forma hueca desaloja mucha agua; un submarino se hunde o sube llenando de agua o de aire sus tanques de lastre; un globo aerostático sube porque el aire caliente de adentro es menos denso que el aire de afuera. En el mar se flota mejor que en una alberca porque el agua salada es más densa.
Según una historia antigua, Arquímedes, que vivió en Siracusa en el siglo III antes de nuestra era, descubrió la idea al meterse en una tina. Sea cierta o no la anécdota, el principio se comprueba fácilmente pesando una piedra fuera y dentro del agua.
Cómo llevarlo al salón
Todo se puede hacer con jeringas nuevas sin aguja, manguera delgada de acuario, botellas de plástico, plastilina, monedas y una liga o un dinamómetro. Trabaja en equipos, con charolas o trapos para el agua, y pide siempre una predicción antes de cada prueba. Cierra con un problema numérico sencillo que salga de lo que midieron.
Ejemplos para el salón
Jeringas que levantan
Une con una manguera delgada una jeringa chica y una grande, ambas sin aguja y llenas de agua. Coloca un libro sobre el émbolo de la grande y empuja el de la chica: el libro sube. El grupo nota que el émbolo chico se mueve mucho más que el grande: se gana fuerza a cambio de distancia.
La plastilina que flota
Una bola de plastilina se hunde en una cubeta con agua. La misma plastilina, aplanada y con forma de barquito, flota y hasta carga monedas. La masa no cambió: cambió el volumen de agua que desaloja y, con él, el empuje.
El buzo en la botella
Mete en una botella llena de agua un gotero con un poco de aire (o el capuchón de una pluma lastrado con plastilina) que apenas flote, y tápala. Al apretar la botella, la presión se transmite (Pascal), entra agua al gotero, su densidad aumenta y baja; al soltar, sube (Arquímedes).
Errores frecuentes e ideas previas
- Pensar que los objetos pesados siempre se hunden: un barco de miles de toneladas flota por su forma.
- Creer que flotar depende solo de tener aire adentro, sin relacionarlo con la densidad promedio y el empuje.
- Confundir presión y fuerza: la misma fuerza produce presiones muy distintas según el área.
- Suponer que la prensa hidráulica crea energía: gana fuerza, pero el émbolo pequeño recorre mucha más distancia.
- Decir que en el mar se flota mejor «por las olas», cuando se debe a que el agua salada es más densa.
Ideas de proyecto: comunitario, escolar y de aula
Propuestas propias para trabajar este contenido por proyectos, con una metodología de las que sugiere la SEP para los campos formativos. Adáptalas a tu grupo y a tu comunidad: no son un formato oficial.
Proyecto de aula
¿Cuántas monedas aguanta tu barco?
¿Qué forma de barco de papel aluminio carga más monedas antes de hundirse y por qué?
Con hojas de aluminio del mismo tamaño, cada equipo diseña un barco, predice cuántas monedas soportará y lo prueba. Después mejora el diseño y relaciona sus resultados con el volumen de agua desalojado y el empuje.
Cómo se hace
- Investigar el principio de Arquímedes y la forma de los cascos de barcos reales.
- Diseñar y construir un primer barco con una hoja de aluminio de medida fija.
- Predecir y contar cuántas monedas soporta.
- Mejorar el diseño cambiando una sola característica.
- Explicar con el empuje por qué el mejor diseño carga más.
- Producto
- Barcos probados con su ficha de diseño y una explicación del resultado.
- Metodología
- Aprendizaje basado en indagación (STEAM como enfoque)
- Ejes articuladores
- Pensamiento crítico, Artes y experiencias estéticas
- PDA que trabaja
- PDA 2 de 2.º grado (ver en el programa)
Proyecto escolar
Brazo hidráulico de cartón
¿Cómo podemos construir un brazo mecánico que se mueva con jeringas de agua?
Los equipos construyen con cartón, palitos y jeringas sin aguja un brazo que sube, gira y sujeta objetos ligeros. Lo presentan en una feria escolar explicando el principio de Pascal.
Cómo se hace
- Investigar máquinas reales que usan sistemas hidráulicos (grúas, retroexcavadoras).
- Diseñar el brazo en papel con sus medidas.
- Construirlo y probar cada articulación.
- Medir cuánto se mueve cada émbolo y relacionarlo con su área.
- Presentarlo en la feria escolar.
- Producto
- Brazo hidráulico funcional y un cartel con su explicación.
- Metodología
- Aprendizaje Basado en Problemas (ABP)
- Ejes articuladores
- Pensamiento crítico, Inclusión
- PDA que trabaja
- PDA 1PDA 2 de 2.º grado (ver en el programa)
Proyecto comunitario
La física del taller
¿Qué máquinas de los talleres y las vulcanizadoras de nuestra comunidad funcionan con el principio de Pascal?
El grupo entrevista a mecánicos y trabajadores de una vulcanizadora sobre los gatos, los elevadores y los frenos hidráulicos, y sobre los cuidados para usarlos con seguridad. Después explica su funcionamiento en una cápsula de audio o un cartel.
Cómo se hace
- Preparar preguntas sobre el uso y el mantenimiento de las máquinas.
- Hacer la visita o la entrevista con permiso y acompañamiento.
- Relacionar lo que contaron con el principio de Pascal.
- Elaborar la cápsula o el cartel con un esquema propio.
- Compartirlo con las personas entrevistadas y en la escuela.
- Producto
- Cápsula de audio o cartel sobre la física de los sistemas hidráulicos del taller.
- Metodología
- Aprendizaje basado en proyectos comunitarios
- Ejes articuladores
- Interculturalidad crítica, Pensamiento crítico
- PDA que trabaja
- PDA 2 de 2.º grado (ver en el programa)
Ficha de trabajo con solucionario
10 ejercicios que se corrigen solos y 3 tareas para pensar y escribir, con las respuestas en las últimas hojas. PDF en A4 o Carta y Word para editar. «Generar otra versión» cambia el orden de las opciones: sirve para tener dos versiones del mismo examen.
Paso 1: Personaliza
Más opciones (incluir la parte 2 (tareas abiertas), título de la hoja)
Paso 2: Revisa y descarga
Más acciones (imprimir, proyectar, enlace, guardar, PNG)
Para incluir la página visible en una presentación o compartirla como imagen.
Practicar en pantalla
Los mismos ejercicios de la parte 1 de la ficha, en el mismo orden que la vista previa. Comprueba cada respuesta y verás al momento si es correcta y por qué. Con «Pantalla completa», para la pizarra digital. Sin registro y sin datos del alumnado.
Ficha de trabajo: Principios de Pascal y de Arquímedes
Lee con atención cada ejercicio y responde: elige, ordena, une, completa o clasifica según se pida.
0 de 10 respondidas
Se corrige en este dispositivo: las respuestas no salen de tu navegador.
Parte 2: para pensar y escribir
Estas tareas no se corrigen solas: se hacen en el cuaderno o en la ficha impresa. Al terminar, compara con la respuesta orientativa.
Explica con la idea de presión por qué es más fácil caminar sobre lodo con botas anchas que con zapatos de tacón.
Ver la respuesta orientativa
El peso de la persona es el mismo, pero las botas lo reparten en un área mayor, así que la presión sobre el lodo es menor y se hunden menos. El tacón concentra el peso en un área pequeña y produce mucha presión.
Describe un experimento seguro para mostrar el principio de Arquímedes con un dinamómetro (o una liga) y una piedra. ¿Qué esperas medir?
Ver la respuesta orientativa
Colgar la piedra del dinamómetro y anotar su peso en el aire; después sumergirla en un vaso con agua sin que toque el fondo y anotar lo que marca. Se espera una lectura menor: la diferencia es el empuje, que coincide con el peso del agua desalojada (se puede comprobar recogiendo el agua que se derrama de un vaso lleno).
Un gato hidráulico tiene un émbolo pequeño de 5 cm² y uno grande de 200 cm². ¿Qué fuerza hay que hacer en el pequeño para levantar un auto que ejerce 10 000 N sobre el grande? Escribe tu procedimiento.
Ver la respuesta orientativa
Hacen falta 250 N. La presión es igual en los dos émbolos: F₁ / A₁ = F₂ / A₂, así que F₁ = 10 000 N × 5 cm² ÷ 200 cm² = 250 N. Como el área grande es 40 veces la pequeña, la fuerza se divide entre 40.
Preguntas frecuentes
¿Es seguro usar jeringas en el salón?
Sí, si son nuevas, sin aguja y se usan solo con agua. Conviene comprarlas en la farmacia en dos tamaños (por ejemplo, de 5 y de 20 mL) y unirlas con manguera delgada de acuario.
¿Cómo explico la densidad promedio de un barco?
Pide que imaginen toda la masa del barco repartida en todo su volumen, incluido el aire de adentro. Ese «barco relleno» es menos denso que el agua; si se llena de agua por una avería, su densidad promedio aumenta y se hunde.
¿Qué problemas numéricos son adecuados para 2.º?
Presión con fuerza y área dadas, la prensa hidráulica con áreas que se dividen con facilidad (2 y 100 cm², 5 y 200 cm²) y el empuje con volúmenes de 1 o 2 litros en agua. Lo esencial es que sepan qué significa cada resultado.
También en Aulapedia
- Experimento: el huevo que flota en agua saladaPara mostrar que el empuje depende de la densidad del fluido.
- Experimento: ¿flota o se hunde?Actividad de inicio para explorar ideas previas.
- Leyes de Newton (contenido 5)Fuerzas, peso y equilibrio.
- Densidad y propiedades intensivas (Química, contenido 2)Calcular la densidad con masa y volumen.
- Calculadora científicaPara presiones y empujes con decimales.
- Principio de Arquímedes y presión hidrostáticaEmpuje, peso aparente y prensa hidráulica, con problemas resueltos.
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