Ingeneria

Principio de Arquímedes


Objetivos:

• Analizar la flotabilidad de objetos
• Analizar la fuerza ascensional



Términos básicos:

◆ Flotabilidad de cuerpos
◆ Principio de Arquímedes
◆ Fuerza de empuje
◆ Cuerpo sumergido
◆ Densidad de un cuerpo
◆ Líquidos miscibles
◆ Fuerza ascensional



Experiencia 1: Varios cuerpos diferentes

[pic]En una caja de vidrio transparente que contiene agua se colocan cuerpos de distintas formas y pesos. Se seleccionan aquellos que pueden flotar en el agua. El experimento consiste en observar las condiciones de flotabilidad de los diferentes cuerpos.

Marcha Experimental
▪ Una caja de vidrio transparente que se puede construir con láminas de vidrio unidas y selladas con silicona.▪ Agua para llenar el envase que se utilice para realizar el experimento.
▪ Un conjunto de cuerpos que tengan distintas formas y tamaños
▪ Llena el envase con agua hasta una altura que deje un espacio del borde.
▪ Coloca uno a uno los objetos en el agua y se selecciona aquellos que floten.
▪ Mira el nivel del agua, colocando la vista de tal manera de ver la superficie delagua como una línea horizontal.
▪ Desde esa posición observa la flotabilidad de los diferentes objetos y analiza su comportamiento.
Nota: En el lugar donde realices el experimento no debe haber objetos que se puedan dañar con el agua; si se trabaja con una caja sellada con silicona, se debe tener cuidado que ésta no tenga filtraciones.
Aspectos a considerar:
➢ ¿Cuál es el orden de loscuerpos de acuerdo a la profundidad a la cual flotan?
➢ Indique como es el volumen sumergido en agua de los distintos objetos que flotan en el agua.
➢ Indique cuáles de ellos experimenta la mayor fuerza de empuje.
➢ Indique cuál de los objetos tiene el mayor peso de acuerdo a la observación de su flotabilidad.
Experiencia 2: Flotación de un trozo de hielo
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En una cajade vidrio transparente que contiene agua se coloca un trozo de hielo. Se puede observar que solamente sobresale de la superficie del agua una pequeña porción de su volumen.
Marcha Experimental
▪ Una caja de vidrio transparente la cual se puede construir con láminas de vidrio unidas y selladas con silicona
▪ Agua para llenar el envase que se utilice para realizar el experimento.
▪ Untrozo de hielo
▪ Coloca una bolsa plástica con agua en el freezer de una nevera un día antes a la realización del experimento.
▪ Llena el envase de vidrio transparente con agua, hasta una altura que deje un espacio del borde.
▪ Saca el trozo de hielo de la bolsa plástica y colócalo en la caja de vidrio con agua.
▪ Mira el nivel del agua, colocando la vista de tal manera de verla superficie del agua como una línea horizontal.
▪ Desde esa posición observa la flotabilidad del trozo de hielo.
Aspectos a considerar
➢ Compara la parte sumergida del trozo de hielo con la parte que se encuentra sobre el agua ¿Cuál de ellas tiene mayor volumen?
➢ ¿Qué puedes decir de la densidad del agua y del hielo de acuerdo a este experimento?
➢ ¿Si la densidad delhielo y del agua fueran iguales como se ubicaría el hielo en el agua?
➢ ¿Cómo te imaginas era el tamaño del témpano de hielo con el cual chocó el Titanic?
Compara las siguientes situaciones y describe que sucedería en cada caso argumentando tu respuesta:
◆ se colocan unos cubos de hielo en un vaso y luego se vierte sobre ellos un líquido.
◆ se llena un vaso de líquido yluego se colocan unos cubos de hielo.
◆ Si rompes el trozo de hielo en varios pedazos, ¿qué puedes decir de la profundidad a la cual flotan estos nuevos trozos, comparada con la del trozo original?

Experiencia 3: Condiciones de flotamiento de un cuerpo

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En varias botellas iguales, plásticas y transparentes se colocan distintas cantidades de arena. Dependiendo de la...