Principio De Arquimedes

La gota ingrávida
Introducción
Siempre pensamos que los líquidos no tienen forma "propia", pero eso no es así: la forma natural de todo líquido es la de una esfera. Generalmente la gravedad lo impide y hace que adopten la forma del recipiente donde se vierten, pero cuando se encuentran dentro de otro líquido de la misma densidad, los líquidos, por el Principio de Arquímedes, "pierden" su peso,y entonces adoptan su forma natural esférica.
Objetivo
* Comprobar que en ausencia de fuerzas los líquidos adoptan el estado de mínima energía potencial y por tanto presentan la mínima superficie, la esfera.
* Comprobar experimentalmente que la densidad de una mezcla de dos líquidos de distintas densidades se encuentra entre los valores de las densidades de ambos líquidos.
Materiales| Productos |
* Un vaso grande. * Una cápsula de porcelana pequeña o un vasito pequeño. | * Agua. * Aceite. * Alcohol. |

Procedimiento
1.- Se llena la cápsula con aceite y se coloca en el fondo del vaso.2.- En este último se echa, con precaución, el alcohol necesario para que la cápsula quede totalmente sumergida en él.3.- Luego, se va añadiendo, poco a poco, agua porla pared del vaso.4.- La superficie del aceite se irá haciendo cada vez más convexa, hasta que se desprende y forma una esfera de aceite, que quedará suspendida dentro de la mezcla de alcohol y agua. | |
Formando la gota de aceite ingrávida |
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Explicación científica
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Gotita de aceite ingrávida |
| * El aceite flota en el agua pero se hunde en alcohol. Por consiguiente, puedepreparase una mezcla de agua y alcohol que tenga la misma densidad que la del aceite, en la cual dicho aceite permanezca en equilibrio dentro de la mezcla. Esto es debido a que el peso y el empuje se igualan. * El aceite adquiere la forma esférica que en la naturaleza es la más estable. |

Nota
Debe tenerse cuidado al añadir el agua para no perturbar el aceite, y se produzca una gotagrande en lugar de gotas pequeñas.










Principio de Arquímedes
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 fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mideen newtons. El principio de Arquímedes se formula así:

E es el empuje. ρf es la densidad del fluido. V el volumen del cuerpo sumergido
g la aceleración de la gravedad m la masa.
Se entiende por fluido un estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no es constante, sino que se adapta a la del recipiente que los contiene.
La explicación del principio deArquímedes consta de dos partes:
1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

1.- Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido
Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto defluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p·dS, donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie.
Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto deaplicación es el centro de masa de la porción de fluido. De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple:
Empuje=peso=f·gV
El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido f  por la aceleración de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V.
2.- Se sustituye la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y...