Tema- Principio de arquimedes.

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- Si un cuerpo es más denso que el fluido en el que ha de sumergirse este se hundirá.

- En caso de que un objeto sea menos denso que el fluido en el que es sumergido este flotará.

- 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.

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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]

[pic 7]

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]

[pic 12]

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:

[pic 13]

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

-

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:

- 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.

- 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.

- 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.

Se procede a colocar el sensor de acuerdo al montaje a realizar y al material de soporte. Es importante calibrar a cero el sensor de fuerza y escoger el rango apropiado.

Luego se procede a llenar el recipiente con agua hasta que quede a nivel con la línea lateral. El procedimiento para desarrollar la experiencia es el siguiente:

- Se debe determinar el peso del cuerpo en el aire y al valor se le nombra como el parámetro WAI.

- Se sumerge totalmente el cuerpo dentro del recipiente de rebose.

- Se deben introducir todos los parámetros y formulas estipulados por la experiencia en el CASSY LAB.

- También se debe introducir el volumen desalojado en el CASSY LAB, para que este determine la densidad y el empuje de cada material.

- De manera opcional podemos determinar el número de mediciones a realizar por el Software.

Se debe seguir el mismo procedimiento para los otros materiales.

5. MATERIALES.

Los materiales y equipos utilizados en la experiencia fueron los siguientes:

- 1 Jarra de Plastico

- 1 Cuerpo de PVC

- 1 Cuerpo de Cobre

- 1 Cuerpo de Aluminio

- 1 Sensor CASSY 524 010.

- 1 Cable USB.

- Adaptador de Corriente.

- Sensor de Fuerza.

- Recipiente de rebose de 400 ml.

- Sedal 30948.

- Cilindro de Arquímedes 36202.

- Probeta Graduada de 100 ml.

- 1 Varilla de Soporte de 60 cm.

- 1 Varilla de Soporte de 10 cm.

- 1 Trípode en Forma de V de 20 cm.

- 2 Nueces Universal

6. TABLA DE RESULTADOS

6.1. Tabla 1. Material Cobre

Material: cobre

t / s

FA1 / N

E1 / N

E2 / N

g / m/s^2

p / kg/m^3

m / Kg

Pc / Kg/m^3

0

0,885

0,12