Lab Fisica Univalle Principio De Arquimedes

FLOTACIÓN (Principio de Arquímedes)
Facultad de Educación –Lab. Física II
Univalle
Abstract
La flotación es un fenómeno muy conocido; un cuerpo en el agua parece pesar menos que en el aire. Se estudio la interacción entre un sólido y un fluido en reposo en presencia del campo gravitatorio, por medio de un montaje experimental que consistía de agua, un medidor de fuerza, probeta y masas. Seconcluye que la fuerza de empuje del agua es igual al agua desaloja por el cuerpo, y que por medio este principio podemos intuir de su naturaleza químico – elemental calculando la densidad de un objeto comparándola con las de otros conocidos.
INTRODUCCIÓN
La leyenda cuenta que el rey Hieron II de Siracusa le encargó la elaboración de una nueva corona de oro a un orfebre, a quien dio un lingotede oro puro para realizarla. Cuando el orfebre terminó el trabajo y entregó la corona, al rey comenzó a asaltarle una duda. El orfebre pudo haber sustituido parte del oro por una cantidad de cobre de forma que el peso de la corona fuese el mismo que el del lingote. El rey encargó a Arquímedes, famoso sabio y matemático de la época, que estudiase el caso. El problema era complejo y Arquímedes estuvoun tiempo pensándolo. Un día, estando en los baños, se dio cuenta de que, al introducirse en una bañera rebosante de agua, ésta se vertía al suelo. Ese hecho le dio la clave para resolver el problema y se cuenta que, lleno de alegría, salió a la calle desnudo gritando: « ¡Eureka!», que en griego significa: « ¡Lo encontré!» o « ¡Lo resolví!».
El objetivo del experimento es observar que todofluido, al interactuar con cualquier cuerpo solido sumergido, total o parcialmente, ejerce sobre este una fuerza de empuje de la misma magnitud y según la misma línea de acción que el peso del fluido desalojado por el cuerpo pero en sentido opuesto (Es decir en Dirección Vertical hacia arriba). La fuerza que ejerce el fluido sobre este puede ser calculada midiendo directamente el peso del fluidodesplazado por el cuerpo (Principio de Arquímedes) o bien midiendo la “pérdida de peso” del cuerpo cuando está sumergido.

MARCO TEÓRICO
La flotación es un fenómeno muy conocido: un cuerpo sumergido en agua parece pesar menos que en el aire. Si el cuerpo es menos denso que el fluido, entonces flota. El cuerpo humano normalmente flota en el agua, y un globo lleno de helio flota en el aire. ElPrincipio de Arquímedes, el cual establece que:”si un cuerpo esta parcial o totalmente sumergido en un fluido, este ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo”.
Consideremos una porción arbitraria de fluido en reposo. En la figura, el contorno irregular es la superficie que delimita esta porción de fluido. Las flechas representan las fuerzas que elfluido circundante ejerce sobre la superficie de frontera. Todo el fluido está en equilibrio, así que la suma de todas las componentes y de fuerza sobre esta porción de fluido es cero. Por tanto, la suma de todas las componentes y de las fuerzas de superficie debe ser una fuerza hacia arriba de igual magnitud que el peso mg del fluido dentro de la superficie. Además, la suma de los momentos detorsión sobre la porción de fluido debe ser cero, así que la línea de acción de la componente y resultante de las fuerzas superficiales debe pasar por el centro de gravedad de esta porción de fluido. Ahora quitamos el fluido que está dentro de la superficie y 10 reemplazamos por un cuerpo sólido cuya forma es idéntica. La presión en cada punto es exactamente la misma que antes, de modo que la fuerzatotal hacia arriba ejercida por el fluido sobre el cuerpo también es la misma, igual en magnitud al peso mg del fluido que se desplazó para colocar el cuerpo. Llamamos a esta fuerza hacia arriba la fuerza de flotación que actúa sobre el cuerpo sólido. La línea de acción de la fuerza de flotación pasa por el centro de gravedad del fluido desplazado (que no necesariamente coincide con el centro de...