Tema- Principio de arquimedes.

Experiencia Nª 1. Principio de Arquímedes y aplicaciones

LABORATORIO DE FISICA II

INTEGRANTES

GRUPO: AD

DOCENTE: Eduardo Martínez Iglesias

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE

FACULTAD DE INGENIERIA

DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

LABORATORIO DE FISICA

BARRANQUILLA

2016-01

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TABLA DE CONTENIDO

1.        INTRODUCCIÓN        

2.        MARCO TEÓRICO        

2.1.        Principio de Arquímedes        

2.2.        Determinación de densidad de solidos mediante el empuje.        

2.3.        Cuerpos sumergidos        

3. OBJETIVOS        

3.1. OBJETIVO GENERAL        

3.2.  OBJETIVOS ESPECIFICOS.        

4. DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA.        

5. MATERIALES.        

6. TABLA DE RESULTADOS        

8. OBSERVACIONES.        

9. CONCLUSIONES        

10. RESPUESTAS HOJA DE EVALUACIÓN        

11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.        

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LISTA DE TABLAS

1. Tabla 1. Resultados de Material Cobre.
2. Tabla 2. Resultados de Material de Aluminio.
3. Tabla 3. Resultados de Material de PVC.

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RESUMEN

En el experimento primero se determinaba el peso del elemento para después ser introducido dentro del recipiente de rebose totalmente y donde se verificaba el fluido desalojado que queda recogido en el respectivo recipiente en donde se determinaba con la ayuda del programa CASSYLAB la densidad de los distintos elementos.

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1. INTRODUCCIÓN

Alguna vez, todos hemos experimentado la sensación estando dentro del agua de que cuando hacemos el intento de levantar algún cuerpo dentro del agua podemos percibir que este puede pesar menos que cuando lo levantamos por fuera del agua y podemos asegurar que muchos de nosotros nos hemos detenido una y otra vez a preguntarnos por qué se da este fenómeno. Es natural que esto se presente y la física una vez más tiene la respuesta, y esto sucede porque aparentemente un cuerpo que se encuentra sumergido en el agua a de lograr experimentar una pérdida parcial de peso debido a una fuerza ascendente que se denomina fuerza de empuje el cual depende directamente del volumen del cuerpo sumergido de modo que estos han de desplazar pequeñas cantidades de agua y proporcionalmente sobre ellos actuaran fuerzas de empuje pequeñas y de igual forma los cuerpos grandes desplazan grandes cantidades de agua y por ende sobre ellos actuaran grandes fuerzas de empuje, por lo tanto la fuerza de empuje será directamente proporcional al volumen del cuerpo sumergido. Como ingenieros en formación debemos comprender la funcionalidad y aplicabilidad de los fenómenos naturales para poder en cierta forma controlarlos y hacerlos parte integra de nuestros procesos productivos empresariales tomando como ventaja sus repercusiones y actuaciones sobre los cuerpos y el entorno directamente afectado por este. Por ello, en el presente documento se estudiará y se desarrollará de forma practica el principio de Arquímedes teniendo en cuenta el peso del volumen del líquido desplazado.

1. MARCO TEÓRICO

1. Principio de Arquímedes

Todo cuerpo que se encuentre sumergido parcial o totalmente en fluido, a de recibir una fuerza de abajo hacia arriba de igual magnitud al peso del fluido desplazado por el objeto.

Debe tenerse muy claro que el empuje que actúa sobre un cuerpo que se encuentra sumergido dependerá específicamente del volumen del cuerpo, de modo que, el volumen de un cuerpo será directamente proporcional a la fuerza de empuje que sobre el actué. De esta manera, podemos determinar que el volumen de un cuerpo sumergido es aquel que definirá su empuje mas no su peso como tal. Dicho empuje será igual al peso del fluido que desplaza, aunque debe tenerse siempre presente que el hecho mismo de que un objeto flote o llegue a hundirse dependerá de cómo se llegue a comparar la fuerza de empuje con el peso mismo del cuerpo. De esta forma se hace más que necesario indispensable que se analicen tres reglas básicas:

1. Si un cuerpo es más denso que el fluido en el que ha de sumergirse este se hundirá.
2. En caso de que un objeto sea menos denso que el fluido en el que es sumergido este flotará.
3. En caso de que la densidad del objeto llegue a ser igual a la del fluido en el que se sumerge, este ni se hunde ni flota.

1. Determinación de densidad de solidos mediante el empuje.

Si se pone un cuerpo una vez sumergido, en un líquido de densidad , su peso será: [pic 6]

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Donde  es el peso del cuerpo en el aire , es decir: [pic 8][pic 9]

Siendo  la densidad del solido que se debe determinar. Por otra parte, debe tenerse en cuenta que se está despreciando el empuje del aire. Por tanto, si se puede determinar el peso del solido en el aire,  así como el empuje que experimenta en el seno de un líquido de densidad  conocida, de las expresiones anteriores nos queda: [pic 10][pic 11]

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la determinación de la densidad por medio del principio de Arquímedes consiste en determinar el empuje (E) el cual se halla realizando la diferencia entre el peso del solido en el aire (ws) y el peso aparente del solido sumergido en el líquido (wa). El volumen del líquido desalojado corresponde al volumen del solido sumergido:

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Donde Wdes es el peso del líquido desalojado, V el volumen del sólido y dl la densidad del líquido.

1. Cuerpos sumergidos

Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas, su peso, que es vertical y hacia abajo el empuje que es vertical, pero hacia arriba.

Si se quiere saber si un cuerpo flota es necesario saber su peso específico, que es igual a su peso dividido por su volumen.  De esta forma se pueden considerar tres casos:

1. Si el peso es mayor que el empuje (P>E) el cuerpo se hunde, es decir, el peso específico del cuerpo es mayor que al del líquido.
2. Si el peso es igual al empuje (P=E) el cuerpo no se hunde ni emerge, el peso específico del cuerpo es igual al del líquido.
3. Si el peso es menor que el empuje (P

3. OBJETIVOS

 3.1. OBJETIVO GENERAL

Comprobar el principio de Arquímedes mediante el siguiente desarrollo experimental a partir del peso de un cuerpo y del peso aparente usando principalmente el sensor de fuerza y el software de CASS LAB.

3.2.  OBJETIVOS ESPECIFICOS.

• Calcular el peso del fluido desalojado utilizando el vaso de expansión y el sensor de fuerza.

• Determinar a través del principio de Arquímedes la densidad de cada metal.

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

4. DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA.

En el siguiente montaje experimental se procede primeramente a conectar el sensor CASSY y también el cable USB de interfaz con el computador. Para luego activar el sensor de fuerza.

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