Principio De Arquimedes

Practica Numero 2 “Principio de Arquímedes”

PROPOSITO:
Verificar que los objetos disminuyan de peso cuando estén sumergidos en un fluido.
INTRODUCCION
Los líquidos y los gases reciben el nombre de fluidos porque fluyen. Los líquidos son tan importantes en nuestra vida que no es sorprendente que una de las primeras s leyes cuantitativas de la física se refiere a los fluidos. De hecho,Arquímedes de Siracusa (287-212 a.C) en su libro sobre los cuerpos flotantes enuncia lo que hoy llamamos PRINCIPIO DE ARQUIMIDES:
Un cuerpo sumergido (total o parcialmente) en un fluido esta sujeto a la acción de una fuerza vertical hacia arriba cuya magnitud es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo.
El hecho de que exista el empuje de abajo haca arriba es muy conocido. En efecto, es unaexperiencia común que los cuerpos parecen pasar menos si están dentro del agua y que una pelota que flota en el agua tiene que ser empujada para que se sumerja.es claro, entonces, que el agua empuja hacia arriba a los objetos que están en ella.
MATERIAL
• Un dinamómetro de 0.02N-1N
• Un dinamómetro de 0.02N-10N
• Una probeta graduada de 10ml-250ml
• Pesa de diferente material (fierro,latón, bronce, madera, aluminio). se recomienda que sea del mismo tamaño.
• Agua
• Aproximadamente 15 cm de hilo
• Vaso de precipitados de 50ml-200ml
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
1. Calibra el dinamómetro, colgado de él una pieza de 1000gramos. Muchos dinamómetros están graduados en gramos fuerza. Recuerda que 100gramos de masa pesan 1 Newton aproximadamente.
2. Agrega cierta cantidad de agua a laprobetas (puede ser a la mitad del volumen de la probeta, y registra esta cantidad como volumen inicial (Vi).
3. Coloca en el gancho del dinamómetro el trozo de hilo. En este ultimo cuelga una de las pesas que nos interesa (fierro, plomo, bronce, madera, aluminio) registra la lectura del dinamómetro (F aire).
4. Después de tener la medida anterior, introduce la pesa en la probeta de tal maneraque quede debajo de la superficie del agua. Registra la lectura del dinamómetro (F aire). Observa si esta lectura cambia cuando la pesa se encuentra a diferente profundidad.
5. En el momento en que la pesa se encuentra debajo de la superficie del agua, observa cual es el volumen que alcanza el agua en la probeta (V f). Entonces determina el volumen desplazado por la pesa (Vd= Vf Vi).RESULTADOS:
MATERIAL | F aire | F agua | F empuje |
Acrílico | 12 gramos: 0.12N | 4 gramos: 0.04N | 8 gramos: 0.08N |
Madera | 10 gramos:0.1 N | 3 gramos: 0.3N | 10 gramos:0.1N |
Aluminio | 30 gramos:0.3 N | 2 gramos:0.02N | 28 gramos: 0.28 N |
Fierro | 100gramos: 1 N | 0.8 gramos:0.08 N | 99 gramos: 0.92 N |
latón | 100gramos: 1 N | 0.8 gramos:0.08 N | 99 gramos: 0.92 N |
Si ya tediste cuenta, cuando la pesa esta debajo de la superficie del agua, aparece una fuerza de empuje /Fb). Como la pesa esta en reposo, la suma de las fuerzas que actúan sobre la pesa es cero, entonces, ¿Cómo representas matemáticamente esta relación?
T – Fb – w = 0 donde T: Tensión de la cuerda que sostiene el objeto al dinamómetro, Fb: Fuerza de empuje y w: peso del objeto (mg).
ANALISIS DE DATOS YRESUTADOS:
1. ¿Cómo es la fuerza de empuje comparada con el volumen del líquido desplazado?
R: Un cuerpo sumergido desplaza un volumen de líquido igual a su propio volumen. La fuerza de empuje es igual al peso del fluido desplazado.
2. ¿Hubo algún problema con la pesa de madera? Explica que observaste:
R: Si. Todo se explica con el principio de Arquímedes. Él descubrió que si un objeto es másdenso que el agua se hunde hasta el fondo de un recipiente, mientras que si es menos denso que el agua flota en la superficie y finalmente descubre que si un objeto tiene la misma densidad del agua flota a cualquier profundidad. La madera y el hielo tienen una estructura molecular que deja mucho más espacio entre sus moléculas que las que ocupa el agua en estado líquido por ello su densidad es...