Principio de arquimedes

Fuerza de Flotación, Principio de Arquímedes

Jhon A. Roa R.1, 2, Nicolas Roa M.1, 3

1Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
2 Código20001035069.
3 Código20052135073.

Resumen
A TRAVÉS DE ESTA EXPERIENCIA SE QUISO PONER EN PRÁCTICA EL CONOCIMIENTO ACERCA DEL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES, Y USAR LA ECUACIÓN DE EMPUJE PARA ENCONTRAR INFORMACIÓN ACERCA DE LOS MATERIALES QUEESTABAN SIENDO USADOS EN LA PRÁCTICA, COMO ERAN SU DENSIDAD Y EL VOLUMEN SUMERGIDO; ADEMÁS SE PUDO COMPROBAR QUE LOS OBJETOS CON MENOR DENSIDAD QUE LA DEL FLUIDO FLOTAN EN EL MIENTRAS QUE EN EL CASO CONTRARIO ESTOS SE HUNDEN.

Palabras claves: Eempuje, densidad, volumen sumergido.

Abstract
IN THIS EXPERIENCE WE WANTED TO PUT INTO PRACTICE OUR KNOWLEDGE ABOUT THE ARCHIMEDES’PRINCIPLE, AND USE THE EQUATION OF BUOYANCY TO FIND SOME INFORMATION ABOUT THE MATERIALS WE WERE USING IN THE PRACTICE SUCH AS ITS DENSITY OR THE PLUNGED VOLUME; WE ALSO COULD VERIFY THAT OBJECTS WITH LESS DENSITY THAN THE FLUID’S FLOAT ON IT, BUT IN THE OPPOSITE CASE THEY SINK IN THE FLUID.

Keywords: buoyancy, density, plunged volume.

© 2009 Revista Colombiana de Física. Todos los derechosreservados.

1. Introducción

En la naturaleza que nos rodea ocurren una serie de fenómenos que se producen a diario pero que en algunas ocasiones pasan desapercibidos específicamente para nuestros ojos. El poder comprender de manera más amplia estos fenómenos nos ayuda a entender mejor como se comportan algunas fuerzas que entran en acción bajo ciertas circunstancias. Cuando un cuerpodenominado cotidianamente como “sólido” es sumergido dentro de un fluido, la fuerza total de presión que actúa sobre él, denominada fuerza de empuje o ascendente, opone resistencia a la penetración del cuerpo en dicho fluido.
El volumen del cuerpo que es sumergido es equivalente al volumen de fluido desplazado; se establece que la fuerza de empuje sobre un cuerpo sumergido es igual en magnitud pero condirección opuesta a la fuerza de gravedad que actúa sobre el fluido desplazado. Este es el principio de Arquímedes.[1]

2. Objetivos

• Comprobar experimentalmente la teoría adquirida en clase sobre el principio de Arquímedes.
• Determinar la diferencia entre los pesos y las fuerzas de empuje que ejercen los fluidos sobre los cuerpos sólidos en el aire y sumergidos.
• Determinarel volumen de algunos cuerpos sólidos y también poder determinar su densidad.

3. Marco Teórico

Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido desplaza una cierta cantidad de líquido, igual al volumen de la parte sumergida por él. El cuerpo experimenta una fuerza ascendente llamada empuje. Este fenómeno es explicado mediante el principio de Arquímedes, que dice: " Un cuerpo que se sumerge en unfluido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje y que es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo”.
El principio de Arquímedes fue enunciado en forma empírica, el cual fue confirmado posteriormente mediante las leyes de Newton. La naturaleza del empuje se debe a una resultante de las fuerzas provocadas por el fluido, causado por diferencias de presiones que existen en él. Como laspresiones son mayores en las partes más profundas del fluido, y las fuerzas laterales se cancelan, hace que la fuerza resultante sea ascendente.[2]

4. ProcedimientoExperimental

Caso 1: Sólido sumergido completamente en agua.

Montaje del experimento (caso 1) (Fig. 1.)

[pic]

Fig. 1. Cálculo del volumen del sólido a partir del volumen de fluido desplazado.

En este primer casoel sólido es un cilindro metálico (aluminio), del cual se le mide su peso en el aire y posteriormente su peso sumergido en el fluido agua, para de esta forma observar la presencia de la fuerza ejercida del líquido en contra del sólido. En lo que respecta a lo práctico se toman los datos a través de sumatoria de fuerzas.
Para hallar la densidad del cilindro metálico, se utiliza sumatoria de...