Principio de Arquimedes

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA EN ENERGIA

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ASIGNATURA: FÍSICA II

TEMA: PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

INTEGRANTES

• Angulo De La Cruz Oscar Junior
• Arroyo Aguilar Jamila Evelyn
• Saavedra Martinez Kathia Nicol
• Sarmiento Quevedo Maria Luciana

DOCENTE

MARIÑOS CASTILLO GUALBERTO ANTENOR

Nuevo Chimbote 2023

INDICE

1. OBJETIVOS        3
2. FUNDAMENTO TEORICO        3

1. Principios básicos de la Ley de Arquímedes:        5

1. Empuje o fuerza de flotación        5
2. Peso del fluido desplazado        5
3. Principio de conservación de la masa        5
4. Flotabilidad        5
5. Aplicaciones prácticas        6

1. Efecto de la forma y tamaño del objeto en el empuje:        6

1. Forma del objeto        6
2. Tamaño del objeto        6

1. Flotabilidad en diferentes medios        7

1. Flotabilidad en agua dulce y agua salada        7
2. Flotabilidad en otros líquidos        7
3. Flotabilidad en gases        7

1. Ley de Arquímedes y los principios de Pascal        7

1. Ley de Arquímedes        8
2. Principios de Pascal        8
3. Transmisión de la presión:        8
4. Presión uniforme:        8
5. Superficie de contacto        8

1. MATERIALES        9
2. PROCEDIMIENTO        10
3. RESULTADOS        11
4. ANALISIS Y DISCUSIÓN        11
5. PREGUNTAS        12
6. CONCLUSIONES        14
7. RECOMENDACIONES        14
8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS        15

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

1. OBJETIVOS

• Determinar la densidad de cuerpos sólidos, aplicando el principio de Arquímedes.
• Obtener la densidad de cuerpos sólidos, aplicando la definición de DENSIDAD.

1. FUNDAMENTO TEORICO

Según el Principio de Arquímedes, todos los cuerpos sumergidos dentro de un fluido se encuentran sometidos a la acción de una fuerza vertical, hacia arriba, denominada EMPUJE, la cual es numéricamente igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo, es decir:

E = 𝛾.V = 𝜌.g.V.        (1)

Donde:

𝜌 : Densidad del fluido desalojado

𝛾 ∶ Peso específico del fluido desalojado V : Volumen del solido sumergido

Cuando un cuerpo sólido se pesa en el aire, se obtiene el denominado peso real (Wreal), pero cuando se pesa dentro de un líquido, se obtiene el denominado peso aparente (Wapar.). En estas condiciones, se demuestra que la densidad del cuerpo se puede determinar, utilizando la siguiente relación:

𝜌𝑐

=   𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙.𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙−𝑊𝑎𝑟𝑝𝑎𝑟

[pic 2]

La estabilidad del cuerpo sólido dentro del fluido, depende de la relación entre las fuerzas de empuje y el peso del sólido, según lo cual, el cuerpo puede flotar, permanecer sumergido dentro del líquido, o sumergirse en el mismo.

El principio de Arquímedes establece que cuando un cuerpo está sumergido en un fluido, experimenta una fuerza ascendente llamada "empuje" o "fuerza de flotación". Esta fuerza es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo y actúa en dirección opuesta a la fuerza gravitatoria.

El principio se basa en la observación de que los fluidos ejercen presión sobre los objetos sumergidos en ellos. Cuanto mayor sea el volumen del objeto y la densidad del fluido, mayor será el empuje experimentado. Por lo tanto, un objeto flotará si el empuje es igual o mayor que el peso del objeto, y se hundirá si el peso es mayor que el empuje.

La magnitud del empuje se puede calcular usando la formula: Fuerza de flotación = Peso del fluido desplazado.

Esta relación entre el empuje y el peso del fluido desplazado se debe al principio de conservación de la masa, que establece que la masa total de un sistema aislado se mantiene constante.

1. Principios básicos de la Ley de Arquímedes:

Los principios básicos de la Ley de Arquímedes son fundamentales para comprender el comportamiento de los fluidos y la flotabilidad de los objetos sumergidos en ellos.

1. Empuje o fuerza de flotación

Cuando un cuerpo está sumergido total o parcialmente en un fluido en reposo, experimenta una fuerza ascendente llamada empuje o fuerza de flotación. Esta fuerza es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo y actúa en dirección opuesta a la fuerza gravitatoria.

1. Peso del fluido desplazado

El empuje experimentado por un objeto sumergido es igual al peso del fluido desplazado por ese objeto. El volumen del fluido desplazado es igual al volumen sumergido del objeto.

1. Principio de conservación de la masa

El principio de Arquímedes se basa en el principio de conservación de la masa, que establece que la masa total de un sistema aislado se mantiene constante. Esto significa que el empuje experimentado por un objeto sumergido es igual al peso del fluido desplazado porque la masa del fluido desplazado es igual a la masa del objeto sumergido.

1. Flotabilidad

La flotabilidad de un objeto está determinada por la relación entre su densidad y la densidad del fluido en el que está sumergido. Si la densidad del objeto es menor que la densidad del fluido, el objeto flotará. Si la densidad del objeto es mayor que la densidad del fluido, el objeto se hundirá. En el caso de que ambas densidades sean iguales, el objeto adelgazará en equilibrio y se sumergirá parcialmente.

1. Aplicaciones prácticas

La Ley de Arquímedes tiene numerosas prácticas en diversos campos. Es fundamental para el diseño de barcos y submarinos, ya que permite determinar su estabilidad y capacidad de flotación. También se aplica en la industria química para medir la densidad de líquidos y en la construcción de estructuras sumergidas como puentes y edificios.

1. Efecto de la forma y tamaño del objeto en el empuje

El efecto de la forma y tamaño del objeto en el empuje está relacionado con cómo estos factores reducen el volumen del objeto sumergido y, por lo tanto, la magnitud del empuje experimentado. A continuación, se presenta un resumen sin referencia bibliográfica específica:

1. Forma del objeto

La forma del objeto sumergido puede influir en el volumen del fluido desplazado y, en consecuencia, en el empuje experimentado. Si un objeto tiene una forma más irregular o con huecos, puede desplazar menos fluido y, por lo tanto, experimentar un empuje menor en comparación con un objeto de forma más regular y compacta.

1. Tamaño del objeto

El tamaño del objeto también tiene un impacto en el empuje. A medida que aumenta el tamaño del objeto, aumenta el volumen de fluido desplazado y, por lo tanto, el empuje experimentado también es mayor. Esto se debe a que el volumen del fluido desplazado está directamente relacionado con el volumen sumergido del objeto.

Es importante tener en cuenta que la forma y el tamaño del objeto interactúan entre sí y con otros factores, como la densidad del fluido, para determinar el empuje final experimentado.

1. Flotabilidad en diferentes medios

La flotabilidad de un objeto puede variar dependiendo del medio en el que esté sumergido. Aquí hay un resumen general sobre la flotabilidad en diferentes medios, sin referencia bibliográfica específica:

1. Flotabilidad en agua dulce y agua salada

El agua dulce y el agua salada tienen diferentes densidades debido a la presencia de sales y minerales en el agua salada. Debido a esta diferencia de densidades, un objeto sumergido en agua salada experimentará un mayor empuje en comparación con el agua dulce. Esto significa que un objeto con la misma masa y volumen sumergido flotará más fácilmente en agua salada que en agua dulce.

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