Pre-Informe Arquimedes

INTRODUCCION.

Arquimedes era un matemático griego, físico, ingeniero y astrónomo. Aunque se conocen pocos detalles de su vida, es considerado uno de los científicos más importantes de la antigüedad clásica. Entre sus avances en física se encuentran sus fundamentos en hidrostática, estática tambien encontramos lo que se conoce como la ley de arquimides es la observacion de que cuando un cuerpose sumerge en un fluido, el fluido ejerce en el cuerpo una fuerza que tiende a evitar que el cuerpo se sumerja.
Experimentos modernos han probado las afirmaciones de que Arquímedes llegó a diseñar máquinas capaces de sacar barcos enemigos del agua o prenderles fuego utilizando una serie de espejos.


























OBJETIVOS:
 Estudiar el principio deArquímides
 Lograr determinar la densidad de solidos por medio de empujes































MARCO TEORICO.

Principio de arquimedes: cuando uncuerpo se sumerge en un liquido, el cuerpo aparece como un empuje hacia arriba, de magitud igual al peso del liquido desalojado por el cuerpo.
Si caracterizamos el fluido por su densidad volumetrica de masa, setiene que el principio de Arquímedes se expresa como:
F=pgV
Donde F representa el empuje y V el volumen ue desalojo el cuerpo. En forma simple, el lado derecho de la expresión representa el producto de la masa por la aceleracion de la gravedad, es decir el peso del liquido que fue desalojado por l objeto.
Ahora bien el principio de Arquímedes brinda una explicación sencilla para el hecho quealgunos cuerpos floten en un liquido y otros no. Para explicarlo se considera un cuerpo de masa p1, el cualse sumerge en un liquido de densidad p. la idea es entonces hacer un diagrama de fuerzas para el cuerpo que esta siendo sumergido.



Aquí se muestra que sobre el cuerpo actuan dos fuerzas con igual direccion pero de sentido contrario. Elempuje(Fe), esta dirigido hacia arriba mientras que elpeso, (mg)hacia abajo. Tomando como positivo las fuerzas hacia arriba, se tiene que la segunda ley de Newton es:
Fe-mg=ma
Ahora bien el signo de la aceleracion a está determinado por el signo de la expresion del lado izquierdo. Si el signo es positivo, el empuje es mayor que el peso, la aceleracion del cuerpo es hacia arriba, en esta caso se dice que el cuerpo flota . por lo contrario, si elsigno es negativo, es decir, el peso mayor que el empuje, la aceleracion es negativa , y entonces el cuerpo se hunde. En otras palabaras , la diferencia entre hundirse y flotar depende de la relación entre la magnitud del empuje y el peso.
Dicha relacion puede expresarse a su vez en términos de las densidades. Puesto que el peso puede expresarse en terminos de la densidad del objeto como mg=p1gV yel empuje Fe=pgV, donde Ves elvolumen sumergido, se tiene que la segunda ley se escribe:
(p-p1)gV=ma
Por tanto, si se repite el argumento anterior, se tien que el cuerpo se acelera hacia arriba si la densidad del liquido es mayor que la del cuerpo que se esta sumergiendo, mientras que el cuerpo se hunde si la densidad del mismo es mayor.

Pero entonces ¿por que flotan los barcos, si estanhechos de material mas denso que el agua? No significa que la argumentacion anterior esté mal, sino que está lleno del material, es decir que el cuerpo es macizo. En el caso contrario, el cuerpo hueco,no cambia la argumentacion sino los terminos de la ecuación de newton. En este caso mg=p1gV1, yel empuje Fe=pgV, donde ahora el volumen sumergido del objeto V, no coincide con el volumen el objeto V1.Asi la egunda ley toma la forma:
(pV-pV1) g=ma
Por tanto, para que el termino izuierdo se apositivo, es decir para que el cuerpo flote, el producto pVdebe ser mayor que el producto p 1V1 , lo cual se logra haciendo que el volumen sumergido sea muchisimo mayor que el volumen de material usado. Por tanto, los barcos flotan porque en su diseño se maximiza la cantidad de espacio vacio que este bajo...