Principio De Arquimedes

MECÁNICA DE FLUIDOS

INTRODUCCIÓN

En el informe que presentaremos demostraremos como el principio de Arquímedes nos sirve para lograr nuestro objetivo el cual era establecer los pesos de los solidos en el aire, el segundo caso en el que el sólido está completamente sumergido en el agua y finalmente donde el sólido flota en el agua. En el este laboratorio tenemos que tener en cuenta losconceptos claros como lo son principio de fluido sus propiedades tales como la densidad, peso especifico, y además las fuerzas que intervinieron en esta experiencia que es el caso se trato de una fuerza de flotación (principio de Arquímedes) que actúa sobre el objeto sumergido, verticalmente hacia arriba, y la magnitud de esta fuerza es siempre igual al peso del fluido desplazado por elobjeto.

OBJETIVOS

1.1 objetivo de comprensión
* Determinar en forma práctica las fuerzas de empuje generadas por un fluido sobre un cuerpo.
* Encontrar el principio de Arquímedes en forma experimental rápida y sencillamente.
1.2 objetivos de aplicación
* Aplicación experimental del principio de Arquímedes basando en problema de flotación.
* Hallar el volumen del cilindrosumergido dado para la práctica.
* Determinar las fuerzas de empuje del cilindro sumergido dado para la práctica.


EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe elnombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton. El principio de Arquímedes se formula así:

Donde e es el empuje, ρf es la densidad del fluido, v el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de lagravedad existente en ese lugar. El empuje actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.



DATOS Y CALCULOS

Objetos | Masa obtenida (kg) | Peso obtenido |
Cilindro | 655.4 gr = 0.6554 kg | 6.42292 N |

Volumen teórico
V cilindro = π.r2.h
=3.1415*2.165cm2*5cm
= 73.624cm^3

Volumen experimental

V1= 800 ml
V2= 895 ml

V2- V1 = 95 ml
V cilindro = 95 cm3
W de H2O = 86.3 g
Fuerza de empuje = 86.3 g

Objetos | Masa obtenida (g) | Peso obtenido |
Semituerca | 1370.2 gr = 1.3702 g | 13.4279 N |
Semituerca sumergida | 1190.0 gr = 1.19 g | 11.662 N |

V1= 800 ml
V2= 975 ml

V2- V1 = 175 ml
Vsemituerca = 175 cm3

W H2O desalojada = W sumergida – W no sumergido
W H2O desaojada = 1190 – 1370.2 = 180 g
Fuerza de empuje = 180 g

Objetos | Masa obtenida (g) | Peso obtenido |
Disco 1 | 996.5 gr = 0.9965 g | 9.7657 N |
Disco 1 sumergido | 868.6 gr = 08686 g | 8.5122 N |

Volumen teórico
V disco = π (6.235)2 (1.97) – (1.44*6.235*1.97) = 222.9 cm3
Volumen experimental
V1= 1400 mlV2= 1550 ml

V2- V1 = 150 ml
V disco = 150 cm3

W H2O desalojada = W sumergida – W no sumergido
W H2O desaojada = 868.6 – 996.5 = 127.9 g
Fuerza de empuje = 127.9 g


Objetos | Masa obtenida (g) | Peso obtenido |
Disco 2 | 1978.5 gr = 1.9785 g | 19.3893 N |
Disco 2 sumergido | 1728.5 gr = 17285 g | 16.9393 N |

V1= 1400 ml
V2= 1650 ml

V2- V1 = 250 ml
V disco = 250 cm3

WH2O desalojada = W sumergida – W no sumergido
W H2O desaojada = 1728.5 –1978.5 = 250 g
Fuerza de empuje = 250 g

Metacentro
En un cuerpo simétrico flotante, punto en que la vertical que pasa por el centro de empuje de las aguas corta, cuando aquél se inclina un poco, la dirección que toma en tal caso la línea que pasaba por los centros de gravedad y de presión, y que era vertical cuando...