Reporte empuje hidrostatico

Práctica: Empuje Hidrostático

Planteamiento del Problema

¿Cómo se puede demostrar el empuje hidrostático mediante un experimento?

Marco teórico

Para poder hablar de empuje hidrostático debemos revisar diversos conceptos, los cuales son:

-Masa: es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y se mide en kilogramos (Kg.)
-Peso: es la fuerza de atracción de la Tierra que ejerce sobrelos cuerpos y se mide en Newtons (N).
-Volumen: es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo y se mide en metro cúbicos (m3)
-Densidad: es la cantidad de materia comprimida en una unidad de volumen; se calcula dividiendo la masa entre el volumen de un cuerpo, por lo tanto su unidad de medida es Kg. /m3
-Fluido: son aquellos cuerpos en estado líquido o gaseoso.

Tomando en cuenta dichosconceptos podemos decir que el empuje hidrostático es la fuerza neta vertical ejercida de abajo hacia arriba por un fluido sobre cualquier objeto sumergido parcial o totalmente sobre él. Éste también es conocido como Fuerza Boyante y su magnitud es igual al peso del agua desalojada por el cuerpo al sumergirse en un fluido, ésto se conoce como el principio de Arquímedes. Esto se debe a que cuando uncuerpo se sumerge en un fluido, éste ejerce fuerzas de presión sobre todos los puntos de la superficie del cuerpo, pero como las fuerzas que actúan tienen magnitudes diferentes, su resultado no es igual a cero, por lo tanto no existe un equilibrio y gracias a esto el objeto sumergido flotará o se hundirá.

El empuje hidrostático que es ejercido por el fluido no es determinado por las propiedadesdel cuerpo, sino por la cantidad del líquido desalojado, como se mencionó anteriormente; por lo tanto si varios cuerpos de diferentes densidades, pero con el mismo volumen se sumergen en un líquido, experimentarán igual empuje hidrostático. El que se hundan o no los cuerpos está determinado por la relación entre el empuje hidrostático, el peso, la densidad y sobretodo por el volumen. Por lo tantopueden darse dos casos con respecto a la densidad del objeto y el empuje hidrostático, los cuales son:

• Si la densidad del objeto es menor o igual que la densidad del fluido entonces la fuerza hacia abajo es menor que el empuje hidrostático y el objeto flotará.

• Si la densidad del objeto es mayor a la densidad del fluido, entonces el empuje hidrostático es menor que la fuerzahacia abajo y el objeto se hundirá.

Gracias a esto podemos concluir que el efecto de la fuerza de flotación o empuje hidrostático depende de cuán grande es ésta en comparación con las demás fuerzas que interactúan.

El empuje hidrostático se calcula con la siguiente fórmula:

Fe = (densidad de fluido). g. v ó Fe = Paire - P agua

El empuje hidrostático, elprincipio de Arquímedes y la presión hidrostática han permitido la creación de diversos dispositivos en los que se emplea un fluido para generar una gran fuerza de salida a partir de una pequeña fuerza de entrada, los cuales han apoyado el desarrollo de la tecnología; algunos ejemplos de estos dispositivos son: el gato hidráulico, sillas de dentistas, el tren de aterrizaje de los aviones, etc.Objetivo

-Determinar las fuerzas del empuje hidrostático en diversos cuerpos a través de un experimento.
-Determinar los valores de densidad de diferentes cuerpos mediante el mismo experimento.

Hipótesis

Todos los cuerpos tendrán un menor peso en los fluidos que en el aire debido a la fuerza vertical ascendente que ejercen éstos, es decir, el empuje hidrostático.

Plan deinvestigación

Tipo de investigación: experimental Lugar: laboratorio

Instrumentos de investigación: Internet y libros

Cronograma de actividades:

Sesión 1 - Elaboración de protocolo - 28 octubre 2008
Sesión 2 - Elaboración de la práctica - 4 de noviembre 2008
Sesión 3 - Análisis de la práctica - 11 de noviembre 2008...