Arquímedes

PRINCIPI D’ARQUÍMEDES



Objectius

 Conèixer l’existència del principi d’Arquímedes, el seu enunciat i les seves aplicacions
 Observar gràficament com disminueix el pes d’un cos en ser submergit.
 Reforçar el concepte de densitat.
 Distingir entre pes aparent i pes real.
 Apreciar l’exactitud de les mesures quan s’utilitza material de mesura amb certa precisió.

IntroduccióArquímedes(s. III aC) va enunciar el principi següent: Tot cos submergit en un fluid experimenta una força vertical i cap amunt, anomenada empenyiment E (o empenta), igual al pes de fluid que desallotja.

E = pes del fluid desallotjat = m (fluid desallotjat) · g
P = pes del objecte = m (objecte) · g

.



El pes del cos, P, no canvia, sinó que a causa de l’empenta E sembla més lleuger.El cos submergit té un pes aparent: Pa = P – E

Quan el pes del cos P supera l’empenta el cos s’enfonsa (fig.2). En cas contrari, si l’empenta E supera al pes del cos (fig.1), llavors experimenta una força cap amunt que eleva al cos fins que una part del seu volum quede fora del fluid i llavors puguen equilibrar-se l’empenta i el pes. En altres paraules, que el Pa valga zero (fig.3).(figura 1) (figura 2) (figura 3)
E > P  Sura E L      i, per tant,      P > E

En aquesta pràctica utilitzarem cossos amb densitat major que la de l’aigua que serà el líquid on es submergirà.

Material

Material de laboratori

 Proveta graduada de 250 ml
 Suport i pinça
 Nou
 Ganxo
 Peses i suport de peses
 Objecte incògnita

Elementsde l’equip Multilog

 Consola amb cable USB i adaptador AC/DC (el sensor de força no funciona amb la pila de la interfície)
 Sensor de força (rang: ±10 N; resolució: 0,024 N)




Procediment experimental

Muntatge de l’experiència

En primer lloc, per determinar experimentalment el valor de l’empenta per al cas de l’aigua, procedireu de la manera següent:

1. Amb l’ajut d’unsuport,una pinça i una nou, munteu el sensor de força com mostra la figura 4.


(figura 4)

2. Connecteu els sensors de força a l’entrada 1 del Multilog.
3. Engegueu el Multilog i l’ordinador.
4. Connecteu el Multilog a l’ordinador.
5. Obriu el programa Multilab clicant la icona de l’arxiu Batxillerat Científic.

Configuració del sistema
Configureu el programa Multilab seguint lesinstruccions següents:
1. Cliqueu el botó Ajudant de configuració .

S’obrirà una finestra en la qual apareixeran els sensors connectats i l’escala:
Força ±10 N








2. Cliqueu el botó situat a la dreta del sensor de força i seleccioneu:
Força: Tirar-positiu (N). D’aquesta manera la força mesurada pel sensor serà positiva.
3. Cliqueu Proper per obrir la finestra següent

4.Seleccioneu:
Freqüència: Manual
Mode d’escalat: Escala completa
Mode de gravació: Substituir




5. Cliqueu Proper per passar a la finestra següent.


6. Seleccioneu:
Per mostres: 10

7. Finalment, cliqueu Acabar.







8. . Seleccioneu l’opció Mode de captura al menú Taula i s’obrirà la finestra següent:


A sensors disponibles
seleccioneu: Força
Cliqueu Afegir.
Acontinuació seleccioneu
Insertar columna manual.








S'obrirà una finestra per posar títol i unitat a la columna




A Títol de la columna poseu situacions i a Unitat deixeu-ho en blanc.
Cliqueu D’acord








Ara hauríeu d’introduir manualment a la taula els noms de les situacions de l’experiència, però com en les columnes només podem introduir números haurem de posar 1 per ala 1ª situació (abans de submergir) i 2 per a la segona situació (cos submergit). Per a aquestes situacions capturareu els corresponents valors de força resultant.


Poseu el número de les dues situacions que anem a estudiar: cos abans de ser submergir (1) i cos submergit (2).

Enregistrament de les dades

Ara ja podeu començar la captació de les dades. En primer lloc, calculem el pes...