Fluidos Y Termondinamica



Principio de Arquímedes

Resumen—Durante la práctica se realizó experimentalmente el principio de Arquímedes de tal forma que a partir de su utilización se determine la densidad de líquido utilizado.

También se observó las diversas fuerzas que un objeto parcial o completamente sumergido experimenta dentro de un fluido.

Abstract-

The aims in this laboratory in precisely analyze the behavior of the forces exerted by the liquid on some solids that will manipulate experimentally.

In nature we find a series of events that happen every day and sometimes go unnoticed by our eyes. He can understand more broadly these phenomena help us better understand how some forces into action under certain circumstances behave.

Palabras clave:

principio de Arquímedes: principio de Arquímedes, que explica el empuje que hace un fluido sobre un objeto con cierta densidad y volumen.

Empuje: es una fuerza de reacción cuantitativamente por la tercera ley de newton cunado un sistema expele o acelera masas.

Flotación: son los cuerpos cuya densidad relativa es menor que la unidad que flota en el agua, este también es el principio fundamental de Arquímedes.

Fuerza: interacción de entre dos cuerpos o sistemas

Densidad: es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo.

Volumen sumergido: es el cambio de volumen que sufre un cuerpo cuando es expuesto por una presión

Fluido: es aquel material que no presenta resistencia a fuerzas de deformación por cizalladora

Masa: es una propiedad, que sirve para medir la inercia de un campo o sistema.

OBJETIVOS

Comprender experimentalmente el principio de Arquímedes, y las fuerzas debidas a la flotación

Calcular la densidad del líquido

Graficar lectura del dinamómetro y lectura de la balanza en función de la profundidad.

Medir la fuerza de flotación de un fluido

Entender el principio de Arquímedes.

INTRODUCCIÓN

Poder comprobar experimentalmente en esta oportunidad analizando en principio de Arquímedes, que explica el empuje que hace un fluido sobre un objeto con cierta densidad y volumen.

De esta manera utilizando objetos de diferente material y diferentes formas geométricas, el agua como fluido y aplicando en principio de Arquímedes calcularemos las densidades de los objetos y estudiaremos los factores que pueden o no en estos cálculos como: la presión, la profundidad, el aire, entre otros.

Por medio del principio de Arquímedes se busca determinar el principio de flotación, las fuerzas que actúan sobre un cuerpo sumergido en un líquido, es decir el empuje que es un ascenso por una fuerza igual al peso del fluido desplazado.

También a partir de la aplicación práctica del principio de Arquímedes se busca determinar la densidad del utilizado, para observar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo parcial o completamente sumergido.

marco teórico

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido.

El principio de Arquímedes también hace posible la determinación de la densidad de un objeto de forma irregular, de manera que su volumen no se mide directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el agua entonces; la diferencia de estos pesos igualara el peso del volumen del agua cambiando de sitio, que es igual al volumen del objeto. Así la densidad puede determinarse prontamente, dividiendo el peso entre el volumen.

El Principio de Arquímedes se puede demostrar al estudiar las fuerzas que un fluido ejerce sobre un objeto suspendido, considerando un disco de área A y altura H el cual está completamente sumergido en un fluido. la presión a cualquier profundidad H está dada por:

P=pgh

por tanto para obtener la presión total se tiene que sumar la presión ejercida por la cara superior (P1) el cual es la presión atmosférica y por la cara inferior (P2) la cual es la que ejerce el disco al suelo, estas ecuaciones vienen dadas por:

P1=Pa+p g h1

P2=Pa+p g h2

En este caso h2 es mayor que h1, la presión sobre la base del disco excederá la presión sobre la cara superior y el resultado será una fuerza neta hacia arriba.

Si representamos las fuerzas como F1como la fuerza hacia abajo y F2 como la fuerza hacia arriba podemos escribirla como:

F1=P1 A

F2=P2 A

La fuerza ejercida hacia arriba por el fluido sobre el disco se llama empuje el cual se expresa mediante

Fe=F2-F1=A(P2-P1) =A(Pa+pgh2-Pa-pgh1)

=Apg(h2-h1)

=ApgH

Finalmente dado el volumen de un disco es V=AH, se obtiene:

Fe=pg V=mg

Empuje= peso del fluido

Principio de Arquímedes

Procedimiento

...