Actividad Práctica Principio de Arquímedes

Análisis de Fluidos

Unidad 2

Actividad Práctica

Principio de Arquímedes

[pic 1]

Prof. Juana Laura Grimaldo Balderas.

Equipo 1

Integrantes:[pic 2]

• Martínez Lagunillas Karla Paola
• Moreno Martínez José David
• Ortiz Ojeda Omar
• Sánchez Rivera Janeth Guadalupe
• Tovar Ramos Víctor Uriel
• Valadez Medina Luis Carlos

Introducción

El principio de Arquímedes es uno de los descubrimientos más notables que nos legaron los griegos y cuya importancia y utilidad son extraordinarias. La historia cuenta que el rey Hierón ordenó la elaboración de una corona de oro puro, y para comprobar que no había sido engañado, pidió a Arquímedes que le dijera si la corona tenía algún otro metal además del oro, pero sin destruir la corona. Arquímedes fue el primero que estudio el empuje vertical hacia arriba ejercido por los fluidos.

Este principio establece que cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total o parcialmente en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido. El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que, si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente.

Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en Newtons (en el S.I).

[pic 3][pic 4]

Donde:

• E es el empuje o fuerza de flotación
• Ρf es la densidad del fluido
• V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo
• g es la aceleración de la gravedad

De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descritas de modo simplificado) 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.

Es importante hacer notar que la fuerza de empuje no depende del peso del objeto sumergido, sino solamente del peso del fluido desalojado, es decir, si tenemos diferentes materiales (acero, aluminio, bronce), todos de igual volumen, todos experimentan la misma fuerza de empuje.

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Planteamiento

Objetivo

Aproximarnos al volumen de las pinzas con la ley de Arquímedes.

Material

• Botella con medidas de 700mm
• Agua
• Pinzas

Lo que hicimos

Para poder hacer esto usamos una botella con medidas ya establecidas hasta 700mm lo que hicimos fue llenar hasta 650mm la botella y sumergimos unas pinzas de aluminio en el agua lo que notamos fue que de 650mm paso a 700mm, que significo este aumento no solo las pinzas de hundieron si no que elevo el agua tanto por el peso , pero como sabemos que son de aluminio realmente sacamos un aproximado del volumen de ellas ahora solo nos toca verificar el volumen exacto de ellas y ver si son de aluminio y el volumen corresponde.

Desarrollo

Para demostrar el principio de Arquímedes realizamos el siguiente experimento. Utilizamos un vaso medidor, con medidas en mililitros, el cual fue llenado con agua hasta los 650 ml, como se muestra:

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        Después, tuvimos que buscar una pieza o algún material relacionado con nuestra carrera, Mecatrónica, y que ésta tenga un volumen complicado de calcular, como Arquímedes lo hizo en su descubrimiento con una corona. Finalmente nos decidimos por unas pinzas, ya que en nuestra carrera son de gran utilidad en todos los campos laborales, tanto como mecánicos, eléctricos y electrónicos.

        Las pinzas son las siguientes:

[pic 7]  [pic 8]

        Como podemos observar, son unas pinzas las cuales resultaría muy complicado calcular su volumen simplemente con instrumentos de medición, así que vamos a calcular su volumen de una manera muy fácil aplicando el principio de Arquímedes. Simplemente introdujimos las pinzas en el vaso medidor lleno de agua, anteriormente mencionado.

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        Como observamos en el vaso solamente con agua, la medida es de 650 ml, y una vez introducidas las pinzas, el agua sube a los 700 ml, es decir, subió 50 ml. Esto nos va a poder ayudar a calcular el volumen de las pinzas sin tener que obtener tantas medidas, de una manera más práctica, ya que el volumen que subió el agua, es igual al volumen de las pinzas.

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