laboratorio fisica

Experimento N°7: Estudio de Fluidos II


Resumen: En este laboratorio de hace un estudio del comportamiento de los fluidos analizando el empuje con relación al volumen desplazado en diferentes líquidos, para esta experiencia se utilizaron diferentes probetas que contenían agua, glicerina y alcohol. Se procede a determinar el peso y el volumen de un objeto sin sumergir y luego se hace elmismo procedimiento pero con el cuerpo sumergido en los diferentes líquidos que se presentan, además se busca determinar la densidad del objeto.

I. INTRODUCCIÓN
Una de las anécdotas más conocidas sobre Arquímedes cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. Hierón II ordenó la fabricación de una nueva corona con forma de corona triunfal, y lepidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha sólo de oro o si, por el contrario, un orfebre deshonesto le había agregado plata en su realización. Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su masa y volumen, a partir de ahí, su densidad. Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de aguasubía en la bañera cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría ser usado para determinar el volumen de la corona. Debido a que el agua no se puede comprimir, la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir el peso de la corona por el volumen de agua desplazada se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la coronasería menor que la densidad del oro si otros metales menos densos le hubieran sido añadidos. Cuando Arquímedes, durante el baño, se dio cuenta del descubrimiento, se dice que salió corriendo desnudo por las calles, y que estaba tan emocionado por su hallazgo que olvidó vestirse. Según el relato, en la calle gritaba "¡Eureka!

Si un cuerpo de cierto volumen y cierta masa es sumergido en un líquidode cierta densidad, este líquido aumentará su volumen ya que será desalojado el volumen del líquido por el objeto que fue sumergido; esto postula el principio de Arquímedes, gracias a aquello se logra calcular de manera experimental la densidad de un líquido, la fuerza que realiza el empuje y también el volumen desalojado, si se tiene en consideración que la fórmula del empuje es: E= mg =ρlíquido*g* V desalojado.
Los objetivos de este laboratorio son estudiar a fondo el principio de Arquímedes, analizar los conceptos de empuje y densidad, y lograr calcular el volumen de un cuerpo homogeneo irregular.
II. METODO EXPERIMENTAL:


Los materiales utilizados para realizar esta experiencia fueron:


Objeto sólido homogéneo e irregular
Sensor de fuerza (ó dinamómetro)
TresLíquidos diferentes (agua, alcohol y glicerina)
Probetas graduadas
Densímetros
Soporte vertical con nuez e hilo.
Programa Data Studio
Pie de Metro


Marco Teórico:












EMPUJE O FUERZA DE FLOTACION
Es un hecho experimental conocido, que un cuerpo sumergido en un fluido total o parcialmente, recibe una fuerza resultante vertical hacia arriba la que recibe el nombre defuerza de flotación ó empuje (E )

Se puede demostrar que la fuerza de flotación o empuje es equivalente al producto entre: la densidad del fluido, el volumen del cuerpo sumergido (total o parcialmente) y la aceleración de gravedad:

E = pL g VC.S

Para demostrar esto tomemos un cuerpo sólido de forma cilíndrica de altura h = (h 2 - h 1 ) y base A, sumergido en un líquido flotando comomuestra la figura. Recordemos que las fuerzas de presión son perpendiculares a la superficie y contra la superficie.
Las fuerzas horizontales se anulan por ser simétricas.
La fuerza de presión que ejerce el líquido de tipo vertical sobre la parte superior del cilindro es

Fl = p1A = L g h 1 A, dirigida hacia abajo y la fuerza que actúa sobre la parte inferior del cilindro que es...