PRINCIPIO DE ARQUIMEDES PROPÓSITO

Práctica No.       2                         Grupo:     607                      Fecha:    09/Octubre/2014      

Nombre del Alumno:                            Ramos Fausto Ariadna Irais                            .

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

PROPÓSITO

Verificar experimentalmente el principio de Arquímedes.

INTRODUCCIÓN

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido, se observa que este ejerce una presión sobre él.  Lo anterior se comprueba al introducir  un trozo de madera en agua, la materia es empujada hacia arriba y por ello se debe ejercer una fuerza hacia abajo si se desea mantenerla hacia abajo, esto es la fuerza de empuje.

[pic 1]

De igual forma hemos notado que al introducirnos en una alberca, sentimos una aparente pérdida de peso, comenzando a flotar debido al empuje recibido por el agua.

[pic 2]

El empuje que reciben los cuerpos al ser introducidos en un líquido fue estudiado por el griego Arquímedes (287-212 A.C) quién además se destacó por sus investigaciones realizadas sobre el uso de palancas, la geometría y del espacio y la teoría de los números.

El Principio nos enuncia que todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje ascendente igual al peso de un fluido desalojado.

En un cuerpo totalmente sumergido en un líquido, todos los puntos de su superficie reciben una presión hidrostática, que es mayor conforme aumenta la profundidad de un punto. Las presiones ejercidas sobre las caras laterales opuestas del cuerpo se neutralizan mutuamente; sin embargo, está sujeta a otras fuerzas opuestas: su peso que lo empuja hacia abajo y el impulso del líquido que lo impulsa hacia arriba.

De acuerdo a la magnitud de estás dos fuerzas tendremos las siguientes cosas:

1. Si la magnitud peso de un cuerpo es menor a la magnitud del empuje que recibe, flota porque desaloja menor cantidad de líquido que su volumen. La magnitud del empuje que recibe el cuerpo es igual a la magnitud del peso que tiene el volumen del peso desalojado.

1. Si la magnitud del peso del cuerpo es igual a la magnitud del empuje que recibe, permanece en equilibrio, es decir, sumergido dentro del líquido.

1. Si la magnitud del peso del cuerpo es mayor que la magnitud del empuje, se hunde.

[pic 3]

Matemáticamente este principio se representa así:

[pic 4]

FLOTACION: Un objeto en un líquido está sometido a una fuerza de apoyo ascendente llamada fuerza de flotación. A veces esta fuerza puede actuar como una fuerza de restablecimiento para evitar que un objeto flotante se vuelque.

Cuando un objeto está completamente sumergido en agua, el agua ejerce presión contra sus lados, así como contra sus partes superior e inferior. A cualquier profundidad específica, la fuerza del agua que empuja contra los lados del objeto es la misma en todas las direcciones horizontales.

Sin embargo, la fuerza que el agua ejerce sobre la parte superior del objeto no es tan intensa como la fuerza del agua que empuja hacia arriba sobre el fondo del objeto. Esto se debe a que la presión del agua aumenta con la profundidad. La profundidad del agua en la parte superior del objeto es menor que la profundidad del agua en el fondo del objeto. Por lo tanto, la presión del agua que actúa sobre el fondo del objeto es mayor que la presión que el agua ejerce sobre la parte superior.





[pic 5]

GRAVEDAD: Es aquella que hace que los cuerpos sean atraídos hacia la superficie de la tierra.

La fuerza de gravedad afecta al movimiento. Como cualquier fuerza, puede hacer que un cuerpo comience a moverse y puede hacer que se detenga. Pero, además, puede modificar el movimiento de otras maneras.

La fuerza de gravedad frena los objetos que se mueven hacia arriba y acelera los que se mueven hacia abajo.

Y su valor es equivalente a 9.81 m/s2

[pic 6]

Para poder  realizar el principio de  Arquímedes y obtener resultados satisfactorios y que se cumpla con tal principio, es importante que se utilicen fluidos ideales.  

FLUIDOS IDEALES: Son aquellos en que la resistencia al esfuerzo de corte es nula y existen líquidos y gases ideales, los líquidos ideales son aquellos que no son viscosos y además son incomprensibles.

Mientras que los gases ideales son aquellos que no son viscosos pero si son comprensibles, y para determinar esto se rige por la ley de Boyle-Mariotte.

[pic 7]                                     
Líquido ideal
[pic 8]

PRESIÓN HIDROSTÁTICA: Es cuando un líquido origina una fuerza sobre el área en el que actúa, que será mayor a medida que la profundidad de la columna del líquido sea mayor. Dicha presión actúa en todos los puntos del líquido y de las paredes del recipiente contenedor y solo es en la superficie libre del líquido.[pic 9]

                                                                                                 ρ= densidad

                                                                                     g=  gravedad

                                                                                      h=   altura  

APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES:[pic 10]

Este principio se aplica en submarinos, globos aerostáticos, hidrómetros, hasta en los seres humanos se puede observar. Un ejemplo es que todos los barcos flotan gracias al principio de Arquímedes: es decir ellos aplican el hecho de que no importa la densidad del cuerpo o material, sino el hecho de que el peso total en agua del volumen que desplaza sea mayor, así el empuje del agua hacia arriba es mayor; es que s e puede construir barcos de acero siempre que el volumen total desplazado, al sumergirlo genere este mayor empuje.

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