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Universidad del Atlántico
Facultad de Ingeniería
Física II
“El Principio de Arquímedes”
MORALES Marilyn, RADA Aura, RONCALLO, Gianfranco
RESUMEN
En esta experiencia, aplicando el principio de Arquímedes se determino la densidad de un líquido y un sólido, para esto la masa de los objetos auxiliares utilizados fueron calculadas al estar suspendidas en el aire y luego sumergidas en el aguay en el líquido de la situación, encontrando así las densidades buscadas.
FUNDAMENTOS TEORICOS
Se dice que Arquímedes, cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de unobjeto con una forma irregular. Una corona había sido fabricada para el gobernador de Siracusa, el cual le pidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha de oro sólido o si se le había agregado otromaterial.
Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen de la corona. Debido a que el agua no se puede comprimir, la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir el peso de la corona por el volumen de agua desplazada, se podría obtener ladensidad de la corona. Entonces, Arquímedes salió corriendo, gritando "¡Eureka!"
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 de Arquímedes, y se mide en newtons (enel SI). El principio de Arquímedes se formula así:

Donde E es el empuje, ρ es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condicionesnormales y descritas de modo simplificado) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo.
PROCEDIMIENTOS
Primero se peso uno de los objetos, es decir, el cubo de hierro, en el aire sujetado a una balanza y luego su masa sumergido en el agua. De igual forma se realizo con el cubo de cobre y con un trozo de madera sujetado a uno de estos.Después se desarrollo el mismo procedimiento pero solo con el cubo de hierro sumergido en ACPM.
RESULTADOS
Los datos obtenidos en esta experiencia se encuentran en las siguientes tablas:
Cubo de Hierro
W cubo en aire 62.4 g
W cubo en agua 54.7 g
W cubo en ACPM 55.8 g
Tabla 1.
Cubo de Cobre
W cubo en aire 66.49 g
W cubo en agua 58.7 g
Tabla 2.
Trozo de madera mas el cubo de Hierro
W(H +M) en aire 68.5
W(H +M) en agua 50.3 g
Tabla 3.
CALCULOS
Para obtener las densidades pedidas, se realizaron los siguientes cálculos:
Hierro:
Fempuje= Waire- Wagua= ρagua g V = (Waire- Wagua) g= ρagua g V =62.4 g-54.7 g=1gcm3 V V=7.7 cm3Ahora, teniendo el volumen, podemos hallar la densidad ρHierro
ρHierro= 62.4 g 7.7 cm3=8.1039 gcm3Para laMadera, aplicamos la misma formula
Fempuje= W(H+M)- W(H+M)= ρagua g V =[WH+M- WH+M] g= ρagua g V =68.5 g-50.3 g=1gcm3V(H+M) V(H+M)=18.2 cm3De este volumen obtenido, se puede encontrar el volumen del trozo de madera
VM=VH+M- VHVM=18.2 cm3- 7.7 cm3VM=10.5 cm3Y con estos datos, se calcula la densidad ρmaderaρmadera= mVρmadera= 6.1 g10.5 cm3=0.5809gcm3En la situación del Cobre, se utilizaron los mismos cálculos
Fempuje= Waire- Wagua= ρagua g V = (Waire- Wagua) g= ρagua g V =66.4 g-58.7 g=1gcm3 V V=66.4 g-58.7 g1 gcm3V=8.2 cm3Reemplazamos para hallar la densidad ρCobreρCobre= 66.9 g8.2 cm3=8.1585 gcm3Y por último, se calcula la densidad del ACPM
Fempuje= (Waire- WACPM) g= ρACPM g V...