Principio de arquimedes

Principio de Arquímedes

Jorge bravo, Raiza Navarro, Fernanda Manríquez
Ingeniería Civil Industrial
Departamento de Ciencias Físicas y Matemáticas
Facultad de Ingeniería, Ciencias y Administración
Prof.: F. Bachmann.
Universidad Católica de Temuco

RESUMEN

Algunas veces todos nos hemos puesto a pensar por que los objetos o nosotros mismos bajo el agua somos más livianos o por quéflota un barco. Este fenómeno es llamado Principio de Arquímedes.

Este trabajo explica teórica y experimentalmente el principio de Arquímedes a través de ciertos ejemplos que demuestran este fenómeno. De una manera practica con la ayuda de un objeto de plomo, agua y un Newton-metro, podemos verificar y obtener la fuerza de empuje la cual es la que empuja hacia arriba a los objetos que están bajocualquier flujo haciendo que parezcan más livianos.
Daremos a conocer tres maneras para poder calcular la fuerza de empuje que se ejerce sobre un objeto, con el objetivo de aprender las condiciones básicas del principio de flotación de Arquímedes.

MARCO TEORICO

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, seráempujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por el cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje, y se mide en newton.

Cuando sumergimos un objeto nos da impresión de que es más liviano, que pasa menos, pero sin embargo no es así. Lo que realmente sucede es que al ponerlo en agua, el objeto recibe una fuerza hacia arriba lo que el objeto parecepesar menos, esta fuerza es la que llamamos fuerza de empuje.

La fuerza de empuje la podemos calcular de la siguiente forma:

-------------------------------------------------
E = Preal - Paparente

Donde, P (real) es el peso del objeto
Peso (aparente) es el peso del objeto sumergido en el fluido.

La fuerza de empuje también la podemos calcular a partir de la densidad del flujo:-------------------------------------------------
E = *Vd*g

Donde, es la densidad del fluido
Vd es el volumen desplazado
g es la aceleración de gravedad

En el caso en el cual determinamos la fuerza de empuje por medio de un rebalse del flujo el cual es provocado por un objeto la formula nos queda:

-------------------------------------------------
E = m*g

Donde, m es la masa del flujoderramado
g es la aceleración de gravedad

Las unidades de medidas están basadas en el SI
Masa Kg.
Volumen m3
Peso N
Densidad Kg/m3

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Actividad 1 a.

Materiales:

Soporte universal
Vaso precipitado
Newton-metro
Objeto de plomo

Primero se monta el soporte universal, ubicando el newton - metro en la parte superior de éste, luego se masa el objeto deplomo(Peso real), después de esto se llena un vaso precipitado con agua y se sumerge el plomo dentro del vaso (el newton-metro debe quedar en sobre la superficie del fluido, para no alterar el peso del objeto) y se observa el valor resultante (peso aparente).

Resultados:

Peso real 2(N)
Peso aparente 1.8(N)

Dada la ecuación,

E= Preal- Paparente

E=2N-1.8 N=0.2 N

Observando estosresultados podemos concluir que el empuje que realiza el fluido (en este caso el agua) sobre la masa es de 0.2 (N)

Actividad 1 b.

Materiales

Probeta 1000 ml
Objeto de plomo

En una probeta de 1000 ml se vierten 800 ml de agua (Volumen inicial), luego se introduce el objeto de plomo y se observa una variación de volumen. (Volumen final)

Resultados:
Volumen inicial = 800 mlVolumen fina = 830 ml

Como la ecuación nos indica, E = *Vd*g
Necesitamos calcular el Volumen desplazado (Vd) el cual es:

Vd= Vf- Vo

Vd = 830ml – 800ml=30 ml
30 ml × 1 litro1000 ml × 1 m31000 litros=3 ×10-5m3

Vd = 3 ×10-5m3

Datos:

ρAgua=1000 kgm3

Entonces ahora calculamos la fuerza de empuje:

E= ρ × Vd ×g

E=1000kgm3 ×3 ×10-5m3×10 m s2=0,3 N

En...