Método De Arquímedes Para Determinar Densidades

Método de Arquímedes para determinar densidades

Resumen.

A partir del principio de Arquímedes se calcularon

densidades de diferentes cuerpos. Incorporando el concepto de

densidad característica de las sustancias puras, pudimos predecir la

composición de un objeto.

Palabras clave:

principio de Arquímedes, densidad característica,

fuerza de empuje.

Arquímedes buscando descubrir una forma de medir la densidad de los cuerpos

descubrió el siguiente principio:

“Todo cuerpo sumergido en el seno de un fluido, sufre una fuerza ascendente (empuje) cuyo

valor es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo.”

Precisamente al sumergir un cuerpo en un vaso de agua, el agua ejercerá un empuje

sobre el cuerpo. Si recordamos la tercera ley de Newton (acción y reacción) podremos

determinar que entonces el cuerpo reaccionará sobre el agua con idéntica fuerza y sentido

contrario. Si colocamos el vaso de agua sobre una balanza, podremos medir el mE -exceso de

masa que la balanza registra, cuando se introduce el cuerpo en el agua.

El método de Arquímedes esta vinculado al cálculo de la densidad de diversos objetos

que se encuentran en la naturaleza. La densidad se define como la masa por unidad de

volumen y es una propiedad intensiva de los cuerpos, a saber, que no depende de la cantidad

de materia de los mismos. Cada elemento de la naturaleza tiene una densidad que le es

característica y única.

Fig.1. Describe el diseño experimental adoptado para llevar a cabo ambos experimentos.

Comprobación experimental del Principio de Arquímedes:

Método de Arquímedes para determinar densidades

J Falco, I Franceschelli y M Maro

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Para realizar las mediciones utilizamos una balanza electrónica de alta sensibilidad

(0,01 g); sobre ella colocamos un vaso con agua y calculamos su masa. Luego, taramos la

balanza y sumergimos gradualmente un cilindro metálico de 15 cm de largo por 1,4 cm de

radio y medimos a ciertos de niveles de inmersión del mismo la variación de mE que

mostraba la balanza. Con los datos obtenidos realizamos un gráfico de la fuerza de empuje

(mE que reflejaba la balanza) en función del volumen sumergido (Fig.1.).

Figura 1. Representa mE (Empuje/gravedad) en función del volumen del cilindro sumergido en el vaso de agua.

El incremento del empuje mostrado por la balanza, es una consecuencia de la tercera

ley de Newton. Justamente, el tener un vaso de agua sobre la balanza y al sumergir un objeto

en él, el agua ejercía un empuje (E) sobre el cuerpo de manera tal que este último

reaccionaba con una fuerza igual y opuesta sobre el agua, por lo que el valor que reflejaba la

balanza era equivalente a mE.

A partir de la figura 1 podemos decir que la relación entre el mE y el volumen del

sólido sumergido

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