fisica





ESCUELA: Ingeniería
FACULTAD: Ingeniería de Minas
CURSO: Física III
DOCENTE: Francisco José Guerrero Mendoza
ALUMNO: Vega Campos Juan Carlos
AULA: 109
SECCIÓN: B
2014 - I






Título:
Principio de Arquímedes y densidad de un cuerpo amorfo.

OBJETIVOS:

Demostrar el principio de Arquímedes.
Comprender, y asimilar sobre los aspectos y parámetros que rigen el principiode Arquímedes mediante la practica asignada
Utilizar instrumentos de medición como regla patrón, vaso graduado, huincha, balanza.
Obtener los errores de las mediciones directas del volumen y masa del cuerpo sólido.
Sumergir objetos de diferentes volúmenes para poder ver las variaciones que se producían en la fuerza de empuje ejercida por el agua. la relación que hay entre estas dos variables(volumen y fuerza de empuje), y compararla con la que establece el principio de Arquímedes.
FUNDAMENTO TEÓRICO:

Principio de Arquímedes: Principio descubierto por el científico griego Arquímedes, en donde estando un cuerpo sumergido en un fluido, se mantiene a flote por una fuerza igual al peso del fluido. Este principio, también conocido como la ley de hidrostática, se aplica a los cuerpos,tanto en flotación, como sumergidos; y a todos los fluidos. El principio de Arquímedes también hace posible la determinación de la densidad de un objeto de forma irregular, de manera que su volumen no se mide directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el en agua, entonces; la diferencia de estos pesos igualará el peso del volumen del agua cambiado de sitio, que es igual alvolumen del objeto. Así la densidad del objeto puede determinarse prontamente, dividendo el peso entre el volumen.
El principio de Arquímedes se puede demostrar al estudiar las fuerzas que un fluido ejerce sobre un objeto suspendido. Considérese un disco de área A y altura H el cual está completamente sumergido en un fluido. Recuérdese que la presión a cualquier profundidad h en un fluido esta dadapor:
P = pg h
En donde p es la densidad de masa del fluido y g la aceleración de la gravedad. Si se desea representar la presión absoluta dentro del fluido, se debe sumar la presión externa ejercida por la atmósfera. La presión total hacia abajo P1 en la cara superior del disco, es por tanto
P1 = Pa + pg h1 hacia abajo
En donde Pa es la presión atmosférica y h1 es la profundidad superior deldisco. Analógicamente, la presión hacia arriba P2 sobre el fondo del disco
P2 = Pa + pg h2 hacia arriba
Donde h2 es la profundidad a la parte inferior del disco. Puesto que h2 es mayor que h1, la presión sobre la base del disco excederá la presión sobre la cara superior, y el resultado será una fuerza neta hacia arriba. Si la fuerza hacia abajo se representa por F1 y la fuerza hacia arriba por F2, puede escribirse
F1 = P1 A F2 = P2 A
La fuerza hacia arriba ejercida por el fluido sobre el disco se llama empuje y se expresa mediante
Fe = F2 - F1 = A (P2 - P1)
= A(Pa + pg h2 - Pa - pg h1)
= Apg (h2 - h1) = Apg H
Donde H = h1 - h2 es la altura del disco. Finalmente si se recuerda que el volumen del disco es V = A H, se obtiene el siguiente resultado importante
Fe = pg V = m g
Empuje =Peso del fluido desalojado
El cual es el principio de Arquímedes.
Excepciones: Es importante destacar una excepción del principio de Arquímedes: la capilaridad, la cual es la elevación o depresión de la superficie de un líquido donde está en contacto con un sólido, como los lados de un tubo. En este fenómeno, se puede observar la forma en la cual, un líquido busca su propio nivel. Estaexcepción parte del principio de los capilares, (capillus latín, "pelo"), es decir, tubos de diámetro muy pequeño. La capilaridad, depende de las fuerzas creadas por la tensión de la superficie, mojando de los lados del tubo. Si las fuerzas de adherencia del líquido al sólido, exceda las fuerzas de cohesión dentro del líquido (tensión de la superficie), la superficie del líquido será cóncava, y el...