Fisica

I. INTRODUCCIÓN:

En la naturaleza encontramos una serie de fenómenos que suceden a diario y que en algunas ocasiones pasan desapercibidos para nuestros ojos. Él poder comprender de manera más amplia estos fenómenos nos ayuda a entender mejor como se comportan algunas fuerzas que entran en acción bajo ciertas circunstancias.
Lo que se pretende en este laboratorio es precisamente analizar elcomportamiento de las fuerzas que ejercen los líquidos sobre algunos sólidos que manipularemos de manera experimental.
Este principio es aplicado en la selección natural de los granos de café , separando los granos buenos de los malo, quedando a flote los granos descartados .

II. OBJETIVOS:

* Cuantificar el empuje que soporta un cuerpo sumergido en un fluido.

* Determinar ladensidad de un cuerpo.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Principio de Arquímedes
    En nuestra vida diaria podemos hacer observaciones como las siguientes:
* Cuando nos sumergimos en una piscina o en el mar parece que somos más ligeros, decimos que pesamos menos.
* Los globos que se venden para niños se elevan en el aire al soltarlos.
* Un trozo de hierro no flota,en general, sobre el agua, pero si le damos la forma adecuada, pensemos en un barco, vemos que flota.
La explicación científica sobre estos hechos la encontró hace muchos siglos, siglo IV a.C., una persona de capacidad excepcional, ARQUÍMEDES.
 Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre los objetos situados en su seno. La naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinados en elPrincipio de Arquímedes:
"Todo cuerpo sumergido en un fluido (líquido o gas), experimenta una fuerza (empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado"

¿Qué es el Empuje?
De acuerdo con el principio fundamental de la hidrostática la presión en el interior de un líquido viene dada por la relación:
P = d.g.h = F/S
Recuerda además que las fuerzas en el interior de los líquidosactúan perpendicularmente a la superficie sumergida. Observa en la figura adjunta las fuerzas que ejerce el fluido sobre las paredes del cuerpo que está sumergido en él.
Se puede deducir:  
* Las fuerzas laterales son iguales y se anulan: FL1 = FL2 , dado que la profundidad de ambas es la misma.

* Las fuerzas verticales, las que actúan sobre la cara superior e inferior,  no se anulan:F2 > F1 , debido a que la cara inferior está a mayor profundidad.

* La resultante de todas las fuerzas que actúan es una fuerza neta dirigida verticalmente hacia arriba, denominada fuerza de EMPUJE (E).

* El valor del empuje viene dado por el Principio de Arquímedes:
E = Peso (líquido desalojado) =  m(liq).g   = V (líq).d (líq) . g

Empuje (E) |

Peso= mg (P=mg) |Empuje (E) |

Peso= mg (P=mg) |

Empuje (E) |

Peso= mg (P=mg) |

 ¿Cómo saber si un cuerpo flotará o se hundirá?
Imaginemos que el cuerpo está totalmente sumergido, sobre el actúan dos fuerzas, ver figura:
E(empuje) = Peso(líquido desalojado) =  m(liq).g   = V (líq).d (líq) . g
P (peso real del cuerpo)= m.g ,  recuerda que es el peso real del cuerpo, fuera del líquido.
Según seanlos valores de E y P pueden darse tres casos:
1. Que el peso y el empuje sean iguales: E = Peso(m.g). El cuerpo estará en equilibrio (fuerza resultante nula) y   "flotará entre aguas".
2. Que el empuje sea mayor que el peso: E > Peso(m.g) . El cuerpo ascenderá y quedará flotando.
3. Que el empuje sea menor que el peso : E < Peso (m.g). El cuerpo se hundirá.

¿A qué se llama pesoaparente de un cuerpo?
Peso (aparente)=Peso (real)- Empuje
                                                                                                                                                  
Empuje (E)
Peso= mg
                                                                                                                                                                           ...