principio arquimedes

Hidrostática. Principio de Arquímedes
Catherine Flechas, Nicolas Noreña
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
SANTIAGO DE CALI
Marzo 21 de 2013


Resumen
El principio de Arquímedes establece que todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascendente igual al peso del fluido desplazado. Para ello, lapráctica de laboratorio se divide en dos partes, en ambas, el objetivo es observar el efecto de la fuerza de empuje sobre un cuerpo a medida que es sumergido en un fluido, y aplicar el principio de Arquímedes para encontrar la densidad del fluido.
Inicialmente se realiza el montaje del sistema correspondiente, se pesan y se mide cada uno de los cilindros suministrados (cobre, aluminio,polímero y madera). Posteriormente, se adiciona agua a la probeta (70 ml), de esta manera, cada cilindro se suspende del sensor de fuerza, quedando en el interior de la probeta, pero sin sumergirse inicialmente. A medida que se sumerge, el equipo registra la fuerza indicada por el sensor y el volumen que desplaza. El objeto se introduce manualmente, generando un gráfico Fuerza vs. Volumen. Esteprocedimiento se repite con cada uno de los cilindros, adicionándole sal al agua para la segunda parte.

Introducción
Los fluidos en reposo, se caracterizan porque la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas las direcciones. Uno de los principales teoremas
que respalda el estudio de la hidrostática es el principio de Arquímedes, el cual afirma que todo cuerposumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. También es válido aclarar que la fuerza de empuje hace que los objetos floten sobre el fluido, por lo cual éstos poseen un menor peso cuando se encuentran dentro de ellos. Por ésta razón los cuerpos dentro del agua no presentan un peso real sino un peso aparente y por tal motivo éste es diferentecuando el cuerpo se encuentra en un fluido que cuando éste mismo se encuentra en el aire.
En el siguiente informe se muestra el comportamiento de un sistema, al cual se le aplica el principio de Arquímedes, el cual está dividido en dos partes. Ambas primera consiste en suspender, dentro de la probeta cada uno de los 4 cilindros del sensor de fuerza, la diferencia es que en la primera parte delprocedimiento, la probeta contiene agua y en la segunda sal; con el fin de observar el efecto de la fuerza de empuje a medida que son sumergidos. Igualmente se aplica el principio de Arquímedes para determinar la densidad del fluido. Este principio, se puede demostrar estudiando las fuerzas que un fluido ejerce sobre un objeto, empleando la presión, la cual a cualquier profundidad en un fluidoestá dada por:

En donde es la densidad de masa del fluido y la aceleración de la gravedad
Las ecuaciones utilizadas para la práctica de laboratorio fueron:



Métodos
Inicialmente se encendió el interfaz y se conectó el sensor de fuerza al canal A. Luego se inició el software DataStudio configurándose el experimento a una velocidad de muestreo de 10 Hz. Después se realizó el montajepertinente para adecuar correctamente el sensor de fuerza el cual estaba suspendido de un soporte. Se midió el peso, el diámetro y la longitud de cada uno de los cilindros de distintos materiales (cobre, aluminio, polímero, madera). Luego Se agregó suficiente agua en una probeta como para alcanzar aproximadamente 70 ml, se situó encima de un banco de altura variable justo debajo del sensor y seinició en cero el sensor oprimiendo el botón tare. Después los cilindros fueron sujetados al extremo de una cuerda que colgaba del sensor, como se muestra en la gráfica 1. Configurando la opción de muestreo manual se fue sumergiendo el cilindro para cada material, a medida que el volumen iba aumentando se oprimió el botón conservar y se realizó la gráfica de fuerza en función del volumen...