En muchas ocasiones suelo escuchar que el viento es producido porque el aire que se calienta en la superficie de la Tierra sube, por su menor densidad que el frío, y el frío ocupa su lugar. Este movimiento de masa de aire es lo que produce el viento que no es otra cosa que aire en movimiento.
Pero ¿por qué sube el aire caliente? Sabemos que la fuerza de la gravedad es la que mantiene a la atmósfera “pegada” a la Tierra. y, hasta ahora, no conocemos ninguna que haga que la masa se repela. Entonces, ¿qué fuerza hace que el aire caliente suba? ¿Existe una fuerza contraria a la gravedad que empuja al aire caliente? Aunque parezca contradictorio es la fuerza de la gravedad la que hace que el aire caliente suba ya que realmente es el aire frío el que baja y desplaza al caliente.
La pregunta ahora es: ¿por qué el aire frío baja, es decir, se dirige hacia el centro de la Tierra? Es porque tiene más densidad, más masa por unidad de volumen, que el aire caliente . ¿Y por qué algo que tiene más densidad, más masa por volumen, es atraído con mayor fuerza por la Tierra? Expliquémoslo con la siguiente imagen (perdón por representar lo caliente en rojo y lo frío en azul).
Si cogemos un mismo volumen de aire (oxígeno y nitrógeno) frío y otro caliente, habrá más moléculas de aire (de oxígeno y nitrógeno, el aire no es ninguna molécula) frío que de caliente (ya que en el caliente las moléculas están más separadas entre ellas) y por tanto habrá más cantidad de materia, más masa. Si medimos la fuerza con que atrae la Tierra a la masa de dicho volumen, es decir, el peso, P = m·g, observaremos que es mayor en el caso del aire frío.
Y es por eso por lo que el aire frío baja desplazando al aire caliente que sube y es desplazado. A esta fuerza con que es desplazado hacia arriba se le llama Empuje.
Lo mismo ocurre con la madera y el agua. No es que la madera suba, es que el agua es atrída con más fuerza por la Tierra y tiende a situarse más cerca del centro de la misma, desplazando todo aquello que es atraído con menos fuerza.
¿Y cuánto vale el Empuje? Pues como dijo el sabio de Arquímedes:
“Todo cuerpo sumergido en un fluído (líquido o gas) experimenta una empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen desalojado”.
Es decir, si pesamos el volumen de fluido que desplaza un objeto será igual al empuje, a la fuerza que ejerce dicho fluido sobre el objeto.