Principio de arquimedes

MECÁNICA DE FLUIDOS

LABORATORIO # 6
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES: BALANZA HIDROSTATICA

Presentado por:
ingcivilgerman

UDENAR

6.1 INTRODUCCIÓN

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo.Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI).

Una balanza hidrostática es un mecanismo experimental destinado al estudio de la fuerza de impulso ejercida por fluidos sobre los cuerpos en ellos inmersos. Fue inventada por Galileo Galilei. Su funcionamiento se basa en el principio de Arquímedes y está especialmente concebida para ladeterminación de densidades de sólidos y líquidos.

6.2 OBJETIVOS

6.2.1 Determinar y verificar experimentalmente el principio de Arquímedes, determinando la
magnitud de la fuerza hidrostática o empuje ejercida por el agua sobre cada émbolo sumergido.

6.2.2 Comprobar experimentalmente que la pérdida aparente de peso de un cuerpo al sumergirlo en un líquido, depende de la densidad de dicho líquido.6.2.3 Determinar el porcentaje de error entre los valores obtenidos tanto teóricos como experimentales.

6.3 FUNDAMENTO TEÓRICO

6.3.1 PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

“Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje ascensional igual al peso del líquido que desaloja”.

Figura 6.1- Grafica principio de Arquímedes

Referencia Web gráfica 6.3.
Arquímedes es conocido sobre todopor el descubrimiento de la ley de la hidrostática, el llamado principio de Arquímedes, que establece que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una pérdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Se dice que este descubrimiento lo hizo mientras se bañaba, al comprobar cómo el agua se desplazaba y se desbordaba.
La fuerza de empuje está dada teóricamente por la siguienteecuación.

Fb=p*g*V [6.1]

Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si éste se sumerge por completo, el peso del agua que desplaza (y, por tanto, el empuje) es mayor que su propio peso, y el objeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera del agua hasta queel peso del agua desplazada por la parte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. Así, un bloque de madera cuya densidad sea 1/6 de la del agua, flotará con 1/6 de su volumen sumergido dentro del agua, ya que en este punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.
Referencia Web gráfica 6.1.

6.3.2 BALANZA HIDROSTATICA

La balanza hidrostática es un modelode báscula sirve para múltiples funciones. Por un lado, contribuye a la comprobación experimental del Principio de Arquímedes (sobre el cual ampliaremos más adelante) respecto a los cuerpos sumergidos en líquido y, por el otro, ayuda a determinar, también de una forma experimental, la densidad de los cuerpos sólidos.

Figura 6.2- Balanza Hidrostática.

Referencia Web gráfica 6.2.
Si tenemosque colocarla en un determinado grupo, esta medidora puede ser fácilmente catalogada como “de precisión”, justamente por la exactitud en los resultados finales del pesaje. En cuanto al sistema de operación de la balanza hidrostática, cuenta con una cruz que puede ser elevada a partir del uso de una horquilla y de una cremallera que va a estar mandada por un tornillo. Sus platillos, por otraparte, terminan de manera inferior en un gancho. De uno de ellos puede suspenderse un cilindro hueco elaborado en metal y, seguido a este, otro de igual volumen que la capacidad del anterior, aunque de estructura maciza.

En cuanto a la densidad del líquido, ésta proviene de la relación que se produce entre las masas del líquido que será desalojado en el caso de líquido y en el caso del agua, en...