Laboratorio 1 principio de arquimides





FACULTAD DE INGENIERÍA




LABORATORIO DE FÍSICA II
Experimento No. 1 “Principio de Arquímedes”

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JOSUÉ VÁSQUEZ
EDUARDO GONZÁLEZ

Fecha de realización: 1 de agosto de 2014
Fecha de entrega: 8 de agosto de 2014


RESUMEN
El objetivo del reporte es mostrar la relación existente entre el empuje de abajo hacia arriba que experimenta un objeto al ser sumergido en un fluido, dando unaaparente pérdida de peso.
El laboratorio se desarrolló al ingresar una esfera de acero atada a un trozo de hilo a diferentes profundidades dentro de un beaker, tomando la variación de peso de la esfera en las distintas profundidades con la ayuda de una balanza para determinar la fuerza de empuje.














INTRODUCCIÓN
Hidrostática
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes puedeenunciarse como: “Todo solido de volumen V sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”. Se cuenta que Arquímedes descubrió el principio tratando de determinar si l oro de una coona que había encargado Hierón, rey de Siracusa, había sido parcialmente reemplazado por cobre o plata, metales más baratos.
Dice la leyenda que el principio le vino a lamente mientras se bañaba, lo que le produjo una gran exaltación, y salió desnudo y corrió por las calles gritando eureka. Probablemente Arquímedes pensó que si la corona y otro lingote de oro puro de peso idéntico se arrojaban al agua deberían desplazar el mismo volumen de líquido. Sin embargo, durante la investigación encontró que aunque el lingote de oro y la corona pesaban lo mismo en el aire, alsumergirlos en agua la corona pesaba menos que el lingote y por consiguiente la corona era menos densa y ocupaba más volumen.
La determinación de la densidad de sólidos por el principio de Arquímedes consiste en determinar el empuje (E). El cual se halla realizando la diferencia entre el peso del solido en el aire (wi) y el peso aparente del solido sumergido en el líquido (wa). El volumen dellíquido desalojado corresponde al volumen del sólido sumergido.
Ec. 1

Donde wdes es el peso de líquido desalojado, V es el volumen del sólido y ρL la densidad del líquido. Para determinar la densidad pueden emplearse instrumentos basados en el principio de Arquímedes como la balanza de Westphal y los acrómetros. (Osorio Giraldo, p.43)

Determinación de la densidad por el principio de ArquímedesPesa un vaso de precipitados (en su lugar usa un recipiente plástico) parcialmente lleno de agua (wa). Luego ata el sólido con un hilo delgado y suspéndelo en el beaker con agua tal como lo ilustra en la figura 1. (hay que poner una imagen) Procura que el sólido no toque las paredes del vaso. Obtén el peso del sistema y anota su peso como wb. La cuerda sostiene el peso del sólido pero no anula elempuje, de tal manera que wb es igual al peso del recipiente con agua más l empuje (peso del agua desalojada por el sólido, wdes).  
Ec. 2

Teniendo en cuenta la ecuación anterior la densidad se puede calcular a partir de la expresión:
Ec. 3


Donde, si el líquido es agua, ρL corresponde a 1.00 g/mL. (Osorio Giraldo, p.45)
Hidrostática
Fluidos en equilibro
Los líquidos y los gases tienenpropiedades comunes tales como su capacidad de fluir y adoptar la forma de los recipientes que los contiene por lo que se les denomina fluidos.
Los líquidos son prácticamente incompresibles, por lo que podemos considerar que su volumen no se modifica. El gas, en cambio se expande y comprime con facilidad.
La hidrostática estudia el comportamiento de los líquidos en equilibrio, es decir cuando no hayfuerzas que alteren el estado de reposo o de movimiento del líquido. También se emplea, como aproximación en algunas situaciones que falta de equilibro en las que los efectos dinámicos son de poca monta. (Canadian Broadcasting Corporation)

Densidad y peso específico
La densidad de un cuerpo es el cociente entre la masa (m) del cuerpo y el volumen (V) que ocupa.
Ec. 4

Las unidades de medida de...