PR CTICA 5
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Propósito.
1. El alumno comprobará utilizado el principio de Arquímedes, que la fuerza de
empuje del agua hacia un cuerpo menos denso que el agua se puede
incrementar si, se altera la densidad del cuerpo, manteniendo el volumen del
cuerpo constante.
Introducción:
El principio de Arquímedes es uno de los descubrimientos más notables que nos
legaron los griegos y cuya importancia y utilidad son extraordinarias. La historia
cuenta que el rey Hierón ordenó la elaboración de una corona de oro puro, para
comprobar que no había sido engañado, pidió que se idease un método para
averiguar sin destruirla, si la corona contenía algún otro tipo de metal además oro. Arquímedes fue el primero que estudio el empuje vertical hacia arriba ejercido por
los fluidos, principio que lleva su nombre.
Aún no ha podido descubrirse exactamente el método seguido por
Arquímedes. Unos suponen que suspendió la corona en el brazo de una balanza y
que la equilibró, suspendiendo del otro brazo la cantidad de oro puro necesaria,
que lo introdujo en el líquido (probablemente agua). Al observar que la balanza no
se equilibraba dedujo que no estaba hecha de oro puro.
El principio resulta sencillo ya que los objetos al sumergirlos en el agua
parece perder peso, se dice entonces que recibe un empuje ascendente.
Un cuerpo en el interior de un fluido irá hacia abajo si su peso es mayor que
el empuje lo cual ocurre siempre que el cuerpo tiene una densidad mayor que el
fluido. En realidad un objeto puede incluso flotar en la superficie debido a la presión
hacia arriba ejercida por el agua.
Quedará en equilibrio en el interior del fluido si su peso es igual al empuje,
esto debido a que la densidad del cuerpo es igual a la del fluido si el líquido es más denso que el cuerpo empujará el cuerpo hacia la superficie.
Dependiendo que tanto se encuentre sumergido el cuerpo el columen
desplazado está en función del empuje que recibe del líquido, manteniéndose en
equilibrio.
Por lo tanto:
Empuje= (volumen del cuerpo)(densidad del fluido)(aceleración gravitacional)
Fe= (V
D
)(ρ
f
)(g) En el caso de un cuerpo regular su volumen puede calcularse como área de
la base por la altura, caso contrario se determina como el volumen desplazado del
líquido. La densidad de un fluido se determina conociendo la masa del fluido y su
volumen, el primer caso siempre se determina colocando un recipiente de masa
conocida y haciendo la diferencia entre el recipiente con el fluido menos la masa
del recipiente, el volumen se mide con una probreta graduada. Hipótesis:
Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un obejeto es sometido a una
fuerza hacia arriba, o empuje. El empuje es igual al peso del fluido desplazado.
Esta Ley se denomina principio de Arquímedes.
En el caso de esta práctica lo que se intenta demostrar es este principio, usando
una probeta y un frasco cargado con monedas, al sumergirlo esperamos que el agua que se pueda desplazar sea el mismo peso de las monedas menos el peso
del frasco pequeño.
Material.
● Una probeta graduada de 250 mL.
● Un dinamómetro de 120 gr.
● Agua.
● Un frasco pequeño de plástico con tapa (Frasco de rollos de películas)
● Balines pequeños o municiones de ¼’’ (monedas de 10 pesos)
● Hilo (30 cm)
● Plastilina.
● Una aguja.
● Un encendedor o cerillos.
Desarrollo Experimental. 1. Se calienta la aguja, para perforar la tapa del frasco.
2. Se procede a poner el hilo en la perforación de la tapa como se muestra en
la Figura 1 y se sella con plastilina la perforación con el hilo, para evitar que
pase el agua al interior del frasco.
3. Agrega agua en la probeta hasta un 80% de su volumen total.
4. Asegurarse que el dinamómetro esté calibrado. ...
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