Principio De Arqu Medes

Principio de Arquímedes

Historia detrás del principio
La corona de oro del rey Herón
Según se cree, Arquímedes fue llamado por él el rey Herón de Siracusa, donde Arquímedes vivió en el siglo III A.C., para dilucidar el siguiente problema.
Se cuenta que el rey Herón de Siracusa le había entregado a un platero una cierta cantidad de oro para con ella le hiciera una corona. Cuando estuvoterminada, se decía que el platero había sustituido una parte del oro por una cantidad equivalente de plata, devaluando con ello la corona y engañando, pues, al rey.
El rey encargó a Arquímedes que descubriera si había sido engañado. El problema que Arquímedes debía resolver era determinar si el joyero había sustraído parte del oro o no, pero no podía romper la corona para averiguarlo.
Arquímedes pensóarduamente cómo resolver el problema, sin poder encontrar una solución.
Se dice que mientras se disponía a bañarse en una tina, en la que por error había puesto demasiada agua, al sumergirse en ella, parte del agua se derramó.
Arquímedes se dio cuenta de que este hecho podía ayudarle a resolver el enigma planteado por Herón y fue tal su regocijo que, desnudo, salió corriendo de la tina gritando"¡Eureka, eureka!" (Que significa "¡Lo encontré, lo encontré!").

Conceptos previos

Fluido: Sustancia cuyas moléculas presentan gran movilidad y se desplazan libremente debido a la poca cohesión existente entre ellas, los fluidos (es decir, los líquidos y los gases) adoptan la forma del recipiente que los contiene. La hidrostática es la ciencia que estudia el comportamiento de éstos en reposo.

Peso:La masa (la cantidad de materia) de cada cuerpo es atraída por la fuerza de gravedad de la Tierra. Esa fuerza de atracción hace que el cuerpo (la masa) tenga un peso, que se cuantifica con una unidad diferente: el Newton (N). Entonces, el peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre una masa y ambas magnitudes son proporcionales entre sí, pero no iguales, pues están vinculadas por el factoraceleración de la gravedad.

Densidad: La densidad es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un espacio determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen. La densidad del agua es de 1 gr/cm3  es decir masa partida por volumen . Esto significa que si tomamos un cubo de 1 cm de lado y lo llenamos de agua, el agua contenida en ese cubo tendrá una masa de un gramo. Los cuerpossólidos suelen tener mayor densidad que los líquidos y éstos tienen mayor densidad que los gases.

Fuerza: La fuerza es un tipo de acción que un objeto ejerce sobre otro objeto, hay una interacción y se produce algún tipo de efecto; como deformación o movimiento.


Volumen: Es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo, los cuerpos materiales ocupan un volumen por el hecho de ser extensos.

V=masa/densidad


El principio de Arquímedes

Afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado (Fluido sea líquido o gas). Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en Newton en el S.I.
Arquímedes, con esta observación, dio origen a un método para determinar el volumen de distintostipos de sólidos. Este método se conoce con el nombre de Medición de Volumen por Desplazamiento (de líquidos).

El método, es especialmente útil para medir el volumen de cuerpos sólidos impermeables, es decir, cuerpos sólidos que no absorben líquidos. Consideremos un cuerpo sólido impermeable como una goma de borrar, una bolita o una piedra. Supongamos que queremos determinar el volumen de unapiedra.  (El método es igualmente útil para cualquiera de los otros dos objetos).
Una manera de determinar el volumen de la piedra consiste en tomar una probeta de unos 30 ml, por ejemplo (como la de la figura), y llenarla de agua hasta la marca de 20 ml. A continuación, se deposita la piedra dentro del agua. Una vez que la piedra se haya hundido completamente el nivel del agua habrá ascendido,...