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UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL
Laboratorio de Técnicas Experimentales, Dpto. de Física, facultad de ciencia y tecnología



HIDROSTATICA:
Informe Teóricoy experimental
J.sierra1,V.Burgos2, C.Díaz3, S. Bermúdez4,
05 de marzo de 2013






Resumen
Este laboratorio se enfocó principalmente en estudiar cual es la relación existente entre las densidades de los fluidos y lafuerza de empuje que se genera al sumergir un determinado cuerpo en dicho fluido. Teniendo en cuenta que el volumen del cuerpo nunca va a cambiar, se realizan dos diseños experimentales, para los cuales se comprueba que la fuerza de empuje no depende de la masa del cuerpo sumergido, sino únicamente de la masa del fluido desplazado o lo que es su equivalente, la densidad del mismo.
Palabras clave:densidad masa de fluido desplazado, fuerza de empuje, masa de los cuerpos
Introducción
Un primer estudio realizado por el grupo de investigación trató sobre la flotabilidad de los cuerpos, en donde la principal preocupación fue el diseño de un experimento que permitiera mostrar si la cantidad de agua desplazada por un objeto al ser sumergido en un fluido dependía únicamente de la masa. Loanterior dejó al descubierto una nueva pregunta para reflexionar e investigar relacionada esta vez con la fuerza de empuje, suponiendo en principio que dicha fuerza está relacionada con la flotabilidad.
Teniendo en cuenta esta nueva cuestión se plantean dos hipótesis que guiarán todo el proceso de este laboratorio a través de un diseño experimental que le permita al grupo sacar conclusiones alrededor deesta nueva discusión. De esta forma las hipótesis a estudiar son: “La fuerza de empuje dependerá únicamente de la masa del objeto sumergido y de la constante de la aceleración gravitacional”, o podemos afirmar que: “La fuerza de empuje dependerá de las densidades de los fluidos y de la constante de la aceleración gravitacional”.
En este caso necesitaremos definir algunos conceptos similar a comose hizo en el estudio del diseño experimental anterior, por ello se vuelve a definir la masa, esta vez como una propiedad física de los cuerpos [1], que para nuestro caso particular su valor cuantitativo nos lo proporcionará un instrumento de medida para la masa, como por ejemplo una balanza digital o un dinamómetro (el cual arroja sus valores en pondios).
Procedimiento Experimental
El diseñoexperimental realizado para esta práctica, esta dividido en dos partes, cada una de ellas corresponde al estudio de cada una de las hipótesis. Así se tiene un primer diseño, que tiene que ver con el hecho de sumergir tres pelotitas de ping-pong de diferente masa en una probeta de 1000 ml, en diferentes fluidos y observar la cantidad de agua desplazada por los cuerpos. El otro diseño experimentalestá sustentado en la segunda hipótesis planteada para esta práctica de laboratorio, en el cual solo se escogerá una de las tres pelotitas y se sumergirán en cuatro distintos tipos de fluidos con densidades diferentes, para observar cómo cambian o se mantienen los desplazamientos en dicho líquido, esto último se realizó teniendo en cuenta la experimentación de Arquímedes, así la probeta fue llenadatotalmente con el fluido (a punto de desbordarse) y colocado dentro de un vaso de precipitados, para luego sumergir el cuerpo y recoger en el vaso el fluido desplazado por la pelotita, el cual fue medido con una jeringa de 10 ml.
Por otro lado para hallar las densidades de los fluidos se hizo uso de una jeringa de 1 ml y una balanza para indicar la masa de dicha cantidad de fluido, teniendo encuenta primero la masa de la jeringa vacía.
Resultados y discusiones
Teniendo en cuenta las hipótesis planteadas al principio de este informe de laboratorio, se presenta a continuación la tabla correspondiente al primer diseño experimental, para el cual las masas de las pelotitas se tomaron con un dinamómetro para el cual su unidad de medida está dada en pondios, es decir, en gramos-fuerza...