Principio De Arquimedes_labo.docx

Contenido Principio De Arquimides .................................................................................................. 2 1.

Conocimiento teórico requerido ......................................................................... 2 

Análisis de un objeto sumergido……………………………………………..2

2.

Objetivos................................................................................................................ 3

3.

Materiales y equipo .............................................................................................. 3

4.

Procedimiento ....................................................................................................... 4

5.

Tiempo de duración de la práctica. ................................................................... 4

6.

Medición y cálculos ............................................................................................. 4  

Datos………………………………………………………………………………5 Cálculos…………………………………………………………………………..5

7.

Cuestionario. ......................................................................................................... 9

8.

Anexos ................................................................................................................. 10

1

Principio De Arquimides 1. Conocimiento teórico requerido En el cuerpo sumergido EHCD de la figura la cara superior la fuerza F1 igual al peso del líquido representado en la figura por ABCHE, y sobre la cara inferior la fuerza F2 igual al peso del líqido representado en la figura por ABCDE. El cuerpo está sumergido pues, a un empuje ascensional, que es la resultante de estas dos fuerzas. 𝐹𝐴 = 𝐹2 − 𝐹1 Pero 𝐹2 − 𝐹1es el peso de un volumen de líquido igual al volumen del cuerpo EHCD, o sea igual al volumen del líquido desalojado por el cuerpo al sumergirse.

Donde:

W= Peso del cuerpo FA = Empuje Hidrostático

Entonces el principio de Arquímedes será: “Todo cuerpo sumergido en un líquido. Experimenta un empuje ascensional igual al peso del líquido que desaloja”. 

Análisis de un Objeto Sumergido

Un Cuerpo sumergido presenta las siguientes características:

2

La sumatoria de Fuerzas en la dirección de Y tiene que ser igual a cero ∑ 𝐹𝑦 = 0 𝑇 + 𝐹𝐴 − 𝑊 = 0 𝐹𝐴 = 𝐿 ∗ 𝑉𝐶 𝑊 = 𝐶 ∗ 𝑉𝐶 𝑇 = 𝑊 − 𝐹𝐴

Donde:

W=Peso del Cuerpo al aire libre FA=Empuje Ascensional=Peso del Líquido desalojado T=Peso del Cuerpo Sumergido

𝐿 =Peso Específico del líquido 𝐶 =Peso Específico del Cuerpo VC=Volumen del Cuerpo

2. Objetivos Los objetivos principales que se pretenden alcanza con la ejecución de esta práctica son:   

Determinar la fuerza ascensional que actúa sobre un cuerpo sumergido. Determinar el peso del cuerpo sumergido. Determinar el peso específico del agua.

3. Materiales y equipo a) b) c) d) e)

Calibrador Vernier. Flexómetro, regla graduada. Recipiente graduado. Cuerpos de diferente forma. Balanza.

3

4. Procedimiento 1) Pesar los cuerpos antes de sumergirlos. 2) Medir las dimensiones de los cuerpos para calcular su volumen. 3) Introducir los cuerpos en el recipiente graduado y medir el volumen de líquido desplazado.

5. Tiempo de duración de la práctica. La práctica tiene una duración de un periodo académico

6. Medición y cálculos FA = F2 − F1 T + FA − W = 0 FA = γL VC W = γC VC T = W − FA Dónde:

W: Peso del cuerpo al aire libre. FA: Empuje ascensional (igual al peso del líquido) T: Peso del cuerpo sumergido. γL : Peso específico del líquido. γc : Peso específico del cuerpo. VC: Volumen del cuerpo

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

Datos

Cuerpos de diferente forma Cilindro

Cuerpo Amorfo Pirámide

Recipiente Graduado

Peso: 161.5g Diámetro: 3.76cm Altura: 7.44cm Volumen: 82.61𝑐𝑚3 Peso: 457 g Volumen: 84.667𝑐𝑚3 Peso: 157.5g Base: 28.09𝑐𝑚2 Altura: 5.39 cm Volumen: 50.47𝑐𝑚3 Peso del recipiente vacío: 257g Peso del recipiente + agua: 744.5g V REC+AGUA : 499𝑐𝑚3 V LIQ DES CIL: 82.61𝑐𝑚3 V LIQ DES CA: 84.667𝑐𝑚3 V LIQ DES PI: 50.47𝑐𝑚3



Cálculos ▫ Peso Específico del Agua ρagua =

487.5 487.5

ρagua = 1𝑔/𝑐𝑚3

γagua = 1000 ∗ 9.800 γagua = 9800

𝑁 𝑚3

5

▫

Cilindro

Determinación de la fuerza ascensional: γL = 9800 VC =

𝑁 𝑚3

4 4.64 𝑐𝑚 3 ∗𝜋∗( ) = 52.3061 𝑐𝑚3 3 2 VC = 0.000052 𝑚3 FA = γL VC FA = 9800

𝑁 ∗ 0.000052 𝑚3 𝑚3

FA = 0.512 N

Determinación del peso cuerpo sumergido: γC =

WC VC

0.41608 kg ∗ 9.81 γC =

𝑚 𝑠2

0.000052 𝑚3

γC = 78495.1

𝑁 𝑚3

W = γC VC W = 78495.1

𝑁 ∗ 0.000052 𝑚3 𝑚3

W = 4.08174 N T = W − FA T = 4.08174 N − 0.512 N T = 3.569 N

6

▫

Cuerpo amorfo

Determinación de la fuerza ascensional:

γL = 9800

𝑁 𝑚3

VC = 684.667 ml − 600 ml = 84.667ml VC = 0.000085 𝑚3 FA = γL VC FA = 9800

𝑁 ∗ 0.000085 𝑚3 𝑚3

FA = 0.829 N

Determinación del peso cuerpo sumergido: γC =

WC VC

0.45728 kg ∗ 9.81 γC =

𝑚 𝑠2

0.000085 𝑚3

γC = 52775.5

𝑁 𝑚3

W = γC VC W = 52775.5

𝑁 ∗ 0.000085 𝑚3 𝑚3

W = 4.48592 N T = W − FA T = 4.48592 N − 0.829 N 𝐓 = 𝟑. 𝟔𝟓𝟔 𝐍

7

▫

Pirámide

Determinación de la fuerza ascensional:

γL = 9800

𝑁 𝑚3

VC = 684.667 ml − 600 ml = 84.667ml VC = 0.000085 𝑚3 FA = γL VC FA = 9800

𝑁 ∗ 0.000085 𝑚3 𝑚3

FA = 0.829 N Determinación del peso cuerpo sumergido: γC =

WC VC

0.45728 kg ∗ 9.81 γC =

𝑚 𝑠2

0.000085 𝑚3

γC = 52775.5

𝑁 𝑚3

W = γC VC W = 52775.5

𝑁 ∗ 0.000085 𝑚3 𝑚3

W = 4.48592 N T = W − FA T = 4.48592 N − 0.829 N 𝐓 = 𝟑. 𝟔𝟓𝟔 𝐍

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7. Cuestionario. 1) ¿Cuándo un cuerpo se hunde totalmente? Un cuerpo se hunde totalmente cuando la densidad del cuerpo en estudio es mayor a la densidad del líquido en el que se lo sumerge. 2) ¿Cuándo un cuerpo se convierte en un “cuerpo flotante”? Un cuerpo se convierte en un “cuerpo flotante” cuando la densidad del cuerpo en estudio es menor a la densidad del líquido, produciendo que el cuerpo flote. 3) ¿La fuerza ascensional puede variar de acuerdo al líquido con el que se experimenta? ¿Por qué? Si, la fuerza ascensional puede variar, porque depende de la densidad del líquido en el cual el cuerpo este sumergido.

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8. Anexos

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