principio de arquimedes

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Cuando un objeto se sumerge en un fluido (un líquido o un gas), experimenta una fuerza ascendente de la flotabilidad porque la presión en el fondo del objeto es mayor que en la parte superior. El gran científico griego Arquímedes (287 – 212 a.c.) hizo la observación cuidadosa siguiente, ahora llamada el principio de Arquímedes.
Cualquier objeto parcial o totalmentesumergido en fluido es empujado para arriba por una fuerza igual al peso del fluido desplazado.
Para ver que esto es verdad, considere una porción pequeña de agua en un recipiente como se muestra en la siguiente figura. El agua sobre esta porción actúa hacia abajo, al igual que su peso. El agua bajo la porción empuja hacia arriba. Puesto que la porción de agua está en equilibrio, la fuerzahacia arriba equilibra las fuerzas hacia abajo.

La fuerza neta hacia arriba debido al fluido se llama la fuerza Empuje, así:

Aquí P es el peso del fluido desplazado por el objeto.
Si la porción de agua de peso P es substituido por un objeto de misma forma y tamaño, este objeto también sentiría la fuerza de empuje hacia arriba
O sea que la fuerza de empuje es donde es la densidaddel, y V es el volumen del cuerpo sumergido.
Si el peso del objeto es mayor que (el peso del fluido desplazado), el objeto se hundirá (siempre experimenta la fuerza de empuje, razón por la que un objeto no se siente tan pesado cuando se sumerge que cuando se saca del agua). Si el peso del objeto es menor que el peso del agua desplazada cuando se sumerge totalmente, experimentará una fuerza netahacia arriba y flotará a la superficie. Algo del objeto resaltara sobre la superficie de modo que la porción todavía sumergida desplace un peso de fluido igual al peso del objeto.

CENTRO DE EMPUJE
Es el punto a través del cual actúan las fuerzas de empuje, y está en el centro de gravedad del volumen de líquido desplazado. Si el cuerpo es homogéneo y está totalmente sumergido, su centro degravedad coincide con el centro de empuje.
EQUILIBRIO ROTACIONAL DE OBJETOS FLOTANTES
Un cuerpo tiene estabilidad vertical cuando un pequeño desplazamiento vertical en cualquier sentido origina fuerzas restauradoras que tiende a volver al cuerpo a su posición original y tiene estabilidad rotacional cuando al aplicar un pequeño desplazamiento angular se origina un par restaurador.
En la figurase muestran los diversos casos de equilibrio que se presentan.
a) Estable: Ocurre cuando el centro de gravedad del cuerpo está por debajo del centro de empuje, para una pequeña rotación el par de fuerzas hará retornar al cuerpo a su posición inicial.
b) Inestable:Ocurre cuando el centro de gravedad del cuerpo está por encima del centro de empuje para una pequeña rotación el par de fuerzastenderá a hacer rotar el cuerpo hacia una nueva posición de equilibrio.
c) Indiferente:Ocurre para el cilindro recto horizontal y esfera, ya que su peso y fuerza de empuje son siempre colineales al aplicarle cualquier rotación.


















CUESTIONARIO

1. En forma detallada, demuestra que cuando un cuerpo está totalmente sumergido en un fluido, la ecuación (3) se cumple.Partiremos de la ecuación original: W ′ = W − E
→ W ′ = W − E

→ W ′ = -
Como el volumen está totalmente sumergido, entonces el volumen total será igual al del sumergido.

→

Multiplicando a ambos miembros por el peso W tenemos:



Sustituyendo el valor de W, simplificando, y ordenando tenemos lo quequeremos:



2. Nombra las posibles fuentes de error en tu experimento

Una de ellas sería la densidad exacta del líquido, pues no era agua pura ; otra sería el volumen del cuerpo, tanto el sumergido como el total ya que dichas mediciones fueron aproximadas; las medidas del peso real y aparente fueron también medidas aproximadas.

3. ¿Qué tipo de dificultades has encontrado al efectuar tu...