Principio De Arquímedes

INTRODUCCIÓN

En la el transcurso de nuestras vidas nos hemos tocado con situaciones en donde nos ponemos a pensar ¿por qué un cuerpo flota o se sumerge en un liquido? O tal vez algunas veces tratamos de darle una explicación empírica a estos fenómenos, debido a estas interrogantes que nos plantemos, sometemos a análisis en laboratorio para hallar respuestas a estas.
Pues entonces para daruna solución a esto que el siguiente informe trata sobre el campo de la hidrostática, pero fundamentalmente esta basado en el desarrollo del principio de Arquímedes, en donde se deduce y menciona los diferentes expresiones que este principio nos muestra, y que nos permitirá hallar los diferentes resultados que en los plantemos en los objetivos de este trabajo tanto la densidad de un cuerpo, lainmersión de esta cuando esta sumergido en un líquido (agua en este caso).
Tras el análisis teórico para hallar dichas expresiones mencionadas procederemos a realizar los cálculos experimentales haciendo uso de los materiales tanto como la esfera de plástico y un cuerpo de madera en forma de paralelepípedo y obtener los resultados, pero tal fin se llevará a cabo gracias a la utilización de lasexpresiones previamente halladas teóricamente.
Esto con un solo fin como se mencionó anteriormente para ello debemos tener en claro que la fuerza de Arquímedes se presenta cuando un cuerpo esta sumergido en uno o mas fluidos, el cual empujara verticalmente al cuerpo hacia arriba o hacia abajo , produciéndose una aceleración, o simplemente hará que este flote en la interface.

ÍNDICE

1.FUNDAMENTO TEÓRICO

2. OBJETIVOS

3. PARTE EXPERIMENTAL

4. CONCLUSIONES

5. APÉNDICE

6. ANEXOS

7. REFERENCIAS

FUNDAMENTO TEÓRICO

1) PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES:
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumende fluido desplazado por dicho cuerpo y esto se muestra en el siguiente figura.

El principio de Arquímedes se formula de la siguiente manera así:
FA=m0g
Pero:
V=V0
ρ0= m0V0
Obtenemos:
FA=ρ0.V0.g=ρ0.V.g

Pero:
ρ= mV →V=mρ

Reemplazando:FA=ρ0mρg= ρ0ρmg
FAmg= ρ0ρ

Donde:
FA= Fuerza de Arquímedes.
m = masa del cuerpo.
ρ0 = es la densidad del fluido.
ρ = densidad del cuerpo.
V=V0 : es el volumen del cuerpo sumergido.
g = campo gravitatorio.

2) FUERZA DE ARQUÍMEDES:
Consideremos una porción del fluido que vamos a analizar, el cual posee una mas, una densidad y un volumen.
Si sustituimos laporción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones (volumen). Se genera una fuerza que empuja al objeto hacia arriba, contraria a la sumersión denominada Fuerza de Arquímedes, que es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.
Por tanto, sobre el cuerpo actúan la Fuerza de Arquímedes, y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni están aplicadas en elmismo punto.
CASOS PARTICULARES DEL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

a) CASO I:
La Fuerza de Arquímedes es menor al peso del cuerpo, por lo tanto la densidad del fluido es menor que la del cuerpo.
Si
FA<mg→ρ0<ρ
Entonces:
mg-FA= mdvdt

mg- ρ0ρmg=mdvdt
Nos damos cuenta que la aceleración no depende de la masa:
g- ρ0ρg=dvdt

Por lo tanto:
a=1- ρ0ρgmtsg2
(descenso del cuerpo)

b) CASO II:
La fuerza de Arquímedes es mayor al peso del cuerpo, por lo tanto la densidad del fluido es mayor a la densidad del cuerpo.

Si:
FA>mg→ρ0>ρ

Entonces:
FA-mg=mdvdt

ρ0ρmg-mg=mdvdt

Por lo tanto se obtiene:
a= ρ0ρ-1g...