PRINCIPIO DE ARQUIMEDES LABORATORIO DE FISICA II

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

LABORATORIO DE FISICA II

INTEGRANTES DEL GRUPO

JAINER CERA

JHORMAN BARROS

CAMILO COTES

GRUPO T

DOCENTE

LUIS CARLOS SIMANCAS CASTELLAR

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE

FACULTAD DE INGENIERIA

DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

LABORATORIO DE FISICA MECANICA

BARRANQUILLA

MAYO DEL 2017

RESUMEN

 En nuestra práctica de laboratorio se tenía como objetivo, de manera experimental y guiada, de poner a prueba los conceptos vistos y aprendidos durante las clases anteriores en la práctica de laboratorio, de esta manera se comparó y se analizó el principio de Arquímedes involucrando variables y constantes como la fuerza de empuje, el volumen, la densidad de los fluidos y el peso, para el desarrollo de la misma. el montaje consistió en utilizar una probeta, un sensor de fuerza y diferentes cuerpos, materiales distintos con diferentes masas para sumergir en la probeta llenada con 2 tipos de fluidos distintos, uno con agua con una densidad asociada. esto con el objetivo de comprobar el principio de Arquímedes, que establece que

si un cuerpo esta parcial o totalmente sumergido en x fluido, ya sea liquido o gaseoso, este ejercerá una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo, haciéndolo flotar.se realizó la configuración respectiva del computador y correcta ubicación del sensor de fuerza para trabajar con la interfaz, Cassylab software de apoyo, para la adquisición de gráficas.

palabras claves: densidad, masa, fuerza.

ABSTRACT

In our laboratory practice was aimed, experimentally and guided, to test the concepts seen and learned during the previous classes in laboratory practice, in this way was compared and discussed the principle of Archimedes involving variables and Constants such as thrust force, volume, density of fluids and weight, for the development of the same. The assembly consisted of using a test tube, a force sensor and different bodies, different materials with different masses to submerge in the test tube filled with 2 different types of fluids, one with water with an associated density. With the aim of testing Archimedes' principle, which states that

If a body is partially or totally submerged in x fluid, whether liquid or gaseous, it will exert an upward force on the body equal to the weight of the fluid displaced by the body, making it float. The respective configuration of the computer and correct location Of the force sensor to work with the interface, cassy lab support software, for the acquisition of graphs.

Keywords: density, mass, strength.

             INTRODUCCION

El informe de laboratorio Nº 1, presenta una descripción detallada de los hechos, relacionados con el experimento realizado en el laboratorio de Física 2, donde se evaluaron las características del principio de Arquímedes. Cuando se sumerge un cuerpo en un líquido parece que pesara menos. Se puede sentir cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando se toma algo por debajo del agua, los objetos parecieran que pesan menos. Esto es debido a que, todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba. Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical hacia abajo y el empuje o fuerza de flotación que es vertical, pero hacia arriba. Representación gráfica del principio de Arquímedes. La fuerza de empuje o de flotación es una fuerza que aparece cuando se sumerge un cuerpo cualquiera en un fluido. El módulo de esta fuerza de empuje viene dado por el peso del volumen del fluido. Esto es conocido como ley o principio de Arquímedes. Esto se produce ya que la presión de cualquier fluido depende principalmente de la altura a la que se encuentra debajo de este. La presión ejerce una fuerza sobre cualquier cuerpo sumergido en un fluido y tiene la propiedad de que la fuerza que ejerce es perpendicular a la superficie del cuerpo siempre. Un claro ejemplo de esto puede ser levantar a una persona dentro de una piscina, esto es porque el cuerpo al estar sumergido parcial o totalmente en la piscina, el agua ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del agua desplazando el cuerpo .Para la demostración de este principio en nuestra práctica de laboratorio trabajamos con varios elementos de vital importancia, uno de ellos el sensor de fuerza donde se cuelga las diferentes masas debidamente configurado en el programa Cassylab. Para registrar datos, para cada de uno de las pesos utilizados en la práctica.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

• comprobar el principio de Arquímedes a partir del peso de un cuerpo y del peso aparente usando el sensor de fuerza  en el software Cassylab.

• comprobar el principio de Arquímedes a partir del cálculo del peso del fluido desalojado usando un vaso de expansión y el sensor de fuerza.

• manipular los parámetros y las ecuaciones correspondientes para que mediante modelos matemáticos apropiados se pueda calcular a partir del software la densidad de cada metal.

• calcular la densidad de cada metal (aluminio, cobre y pvc) a partí de la aplicación del principio de Arquímedes.

OBJECTIVOS ESPECIFICOS

• comprobar la teoría de Arquímedes.

• determinar el efecto que produce la densidad sobre un objeto parcial o totalmente sumergido en un fluido.

MARCO TEORICO

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 Herón 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.

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.

Si un recipiente sellado de un litro está sumergido en agua hasta la mitad, desplazará medio litro de agua y la fuerza de empuje (o flotación) será igual al peso de medio litro de agua, sin importar qué contenga el recipiente. Si el recipiente está sumergido completamente, la fuerza de flotación será igual al peso de un litro de agua a cualquier profundidad, siempre que el recipiente no se comprima. Esto es porque a cualquier profundidad el recipiente no puede desplazar un volumen de agua mayor a su propio volumen.

Para conocer la magnitud de la fuerza de flotación debemos entender la expresión "el volumen del agua desplazado". Si sumergimos completamente un objeto en un recipiente lleno con agua hasta el borde, un poco de agua se derramará, y decimos que el agua es desplazada por el objeto. El volumen del objeto es igual al volumen del agua desplazada (derramada).

Como la densidad del agua es de 1 g/cm3 (1000 kg/m3), el número de gramos de masa del agua corresponde al número de centímetros cúbicos de volumen del objeto. Éste es un buen método para determinar el volumen de objetos de forma irregular. Un objeto completamente sumergido siempre desplaza un volumen de líquido igual a su propio volumen. Es decir, el volumen del cuerpo es igual al volumen de líquido desalojado.

El que un objeto flote o se hunda en un líquido depende de cómo es la fuerza de flotación comparada con el peso del objeto. El peso a su vez depende de la densidad del objeto.

* De acuerdo a la magnitud de estas dos fuerzas se tienen los siguientes casos:

1) Si el peso del objeto sumergido es mayor que la fuerza de empuje, el objeto se hundirá.

2) Si el peso del cuerpo es igual a la fuerza de empuje que recibe, el objeto permanecerá flotando en equilibrio (una parte dentro del líquido y otra parte fuera de él).

3) Si el peso del objeto sumergido es menor que la fuerza de empuje que recibe, el objeto flotara en la superficie del líquido.

* El principio de Arquímedes se aplica a objetos de cualquier densidad. En caso de conocer la densidad del objeto, su comportamiento al estar sumergido dentro de un fluido puede ser:

1) Si el objeto es más denso que el fluido en el cual está sumergido, el objeto se hundirá.

2) Si la densidad del objeto es igual a la del fluido en el cual está sumergido, el objeto no se hundirá ni flotará.

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