Estudiante

PRIMERA PARTE
OBJETIVOS:
* Demostrar teóricamente el principio de Arquímedes y comprobarlo experimentalmente.

MARCO TEORICO:
Si consideramos un fluido en un recipiente, sabemos seejercen sobre éste, esfuerzos de contacto (los cuales actúan a través de la superficie) y esfuerzos de masa (volumen).
Considerando el fluido como cuerpo continuo, ambos esfuerzos se calculan, por lovisto anteriormente, como:
Esfuerzos de contacto: ∂Df∂D.dA
Esfuerzos de masa (volumen):Dρ.F.dV
Siendo el campo de aceleraciones a=aP,t, tenemos la 1er Ecuación de Balance Mecánico para un fluido:DρP.a(P,t)dV=∂Df∂D .dA +DρP.F(P,t)dV ∀D
Debido a que el fluido es incompresible se encuentra en reposo durante un intervalo de tiempo (por lo tanto está en equilibrio), tenemos ρ=cte y además:0=∂Df∂D.dA +Dρ.F(P,t)dV ∀D
A continuación determinaremos cada término de la ecuación anterior:
Dado un objeto sumergido en un fluido sujeto a alambres, (como se muestra en la figura 1) aplicandoNewton a éste, tenemos:
0=i=13Ti+Pobjeto+∂Df∂D fl→obj.dA
Si por otro lado tenemos en el mismo volumen ocupado por el objeto solo fluido (ver figura 2), con las características yamencionadas (incompresibles, en reposo y en equilibrio); la 1er Ecuación de Balance Mecánico nos da:
0=∂Df∂D fl→fl.dA +Dρfl.gdV
Basándonos en la Hipótesis de Inercia del Estado Tensional (desustitución), se verifica que:
∂Df∂D fl→fl.dA=∂Df∂D fl→obj.dA=-Dρfl.gdV
Por lo que concluimos la ley de Arquímedes, es decir, que todo cuerpo que se sumerge en un fluido experimenta un empuje de abajo haciaarriba igual al peso del volumen del fluido desalojado.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
MATERIALES:
* Balanza
* Recipiente con agua
* Dos cilindros, uno macizo y otro hueco (cuya cavidadtiene un volumen igual al volumen del cilindro macizo).
PROCESAMIENTO DE DATOS:
Comenzamos colgando ambos cilindros debajo del plato de la balanza (como se muestra en la figura) y determinamos...