Principio de Arquimides

INFORME DE LABORATORIO FÍSICA I










Principio de Arquímedes



Alumno: Bany Matias

Comisión: 3

Asignatura: Física I

Jefe de Trabajos Prácticos: Ing. Carlos Samudio

Fecha de Presentación: Diciembre de 2011
Resumen del trabajo
La presente práctica de laboratorio tiene como objetivo el estudio de la fuerza de empuje ejercida por un fluido (agua) en reposo sobreun cuerpo sumergido.
El empuje sobre el objeto sumergido fue medido de dos maneras. La primera, fue determinando la diferencia del peso del cuerpo en el aire y su aparente peso en el agua. La segunda, fue utilizando la expresión del Principio de Arquímedes.
La medición de la fuerza se realizó con el datalogger Xplorer GLX y el sensor de fuerza (PS-2104) Los resultados obtenidos verifican lavalidez e importancia que posee el Principio de Arquímedes.
INFORME PRINCIPAL
Base Teórica
El Principio de Arquímedes, es una ley física que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente en un líquido, éste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.

Donde ρf es la densidad del fluido, V es el volumen sumergido del objeto y g es la aceleraciónde la gravedad.
El volumen sumergido es igual al área de la sección, A, multiplicado por la altura sumergida, h. El empuje puede describirse como:

Si el objeto se va sumergiendo en el fluido mientras se está midiendo el empuje, la pendiente de E frente a h es proporcional a la densidad del fluido.
La mayoría de las veces el Principio de Arquímedes se aplica al comportamiento de los objetosen agua, y explica por qué los objetos flotan y se hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio.
El concepto clave de este principio es el ‘empuje’, que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.
Por ejemplo, si un bloque metálico que posee un volumen de 100 cm3 se hunde en agua, desplazará un volumen similar de aguacuyo peso aproximado es 1 N. Por tanto, el bloque parecerá que pesa 1 N menos.
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 que el peso del agua desplazada por la parte sumergida seaexactamente 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.
Por el principio de Arquímedes, los barcos flotan más bajos en el agua cuando están muy cargados (ya que se necesita desplazar mayor cantidad de agua paragenerar el empuje necesario).
Además, si van a navegar en agua dulce no se pueden cargar tanto como si van a navegar en agua salada, ya que el agua dulce es menos densa que el agua de mar y, por tanto, se necesita desplazar un volumen de agua mayor para obtener el empuje necesario. Esto implica que el barco se hunda más.
Detalles y método experimental
El equipamiento necesario para larealización de la experiencia fue el siguiente:
1) 1 Interfase y Datalogger PASPORT Xplorer GLX PS-2002
2) 1 Sensor de fuerza para interface (PS-2104)
3) 1 Soporte
4) 1 Recipiente graduado
5) Cuerda
6) 1 Calibre

1) Interfase y Datalogger PASPORT Xplorer GLX PS-2002
Las características principales de esta herramienta son:
Funciona con o sin PC
Acepta simultáneamente hasta 4 sensores de lalínea PS, en cualquier combinación
Amplio display e interfase gráfica
Sistema operativo científico actualizable vía Internet
Calculadora científica, graficador de datos y funciones, herramientas de modelización, análisis estadístico.
Incluye dos generadores de funciones, dos sensores de temperatura con termocupla, micrófono y parlante
Compatible con el poderoso software Data Studio...