Principio de Arquímedes

Antecedentes

La anécdota más conocida sobre Arquímedes,  cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo a Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, una nueva corona había sido fabricada para Hierón II, tirano gobernador de Siracusa, el cual le pidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha de oro sólido o si un orfebre deshonesto le había agregado plata.  Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su densidad.

Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen de la corona. La corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más baratos y menos densos le hubieran sido añadidos. Entonces, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento para recordar vestirse, gritando "¡Eureka!" (que el griego antiguo significa “Lo he encontrado”)

«Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al volumen del fluido desalojado »

Marco Teórico

Principio de Arquímedes.

Es un principio físico que afirma que un cuerpo que se encuentre total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza ascendente igual al peso del volumen del fluido desalojado por dicho objeto, esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes. De este modo, cuando un cuerpo este sumergido en el fluido se generara una presión hidrostática y que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado (centro de carena) y con un valor igual al peso del fluido desalojado.

O bien

Donde E es el empuje, Pf  es la densidad del fluido, V el volumen de fluido desplazado por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.

Metodología

El procedimiento a seguir de la práctica fue el siguiente:

1.-Antes de realizar la práctica se nos presento primeramente las reglas básicas que se deben llevar a cabo en el laboratorio, así como de los cuidados que se debe de tener con el equipo y de su catalogación del equipo, además del formato de entrega de práctica y los requerimientos necesarios de la misma a la hora de la entrega.

2.-Después de esto se presento la primera práctica, esta consistía en el principio de Arquímedes, el cual cita que: la cantidad de agua desalojada por cualquier objeto, ese será el peso del mismo, para esto se comentaron algunas leyendas entre las que destacaba de cómo fue que lo descubrió por casualidad mientras se bañaba, o de que debido a una caída accidental de forma accidental descubriendo así el método ideal para comprobar si la corona de cierto rey estaba constituida de oro puro.

3.-También se explicaron las partes del bloque (objeto experimental de forma rectangular con la parte superior curveada) y el procedimiento que se necesitaba llevar a cabo par el llenado del contenedor con el bloque, primero necesitaba ser llenado primero parcialmente y después iba a ser llenado totalmente (debiendo ser calibrada la balanza antes del llenado), para lo cual fue necesario nivelarlo mediante tornillos generales que se encontraban en la base del contenedor de acrílico.

4.-Para el llenado parcial debía considerarse una cosa en especifico, que la parte frontal (curveada) del bloque no fuera tocada por agua debido a que eso afectaba la medición y calibración, cosa que fue inevitable en un primer intento por lo que se tuvo que vaciar el agua y secar el bloque, realizando nuevamente el experimento esta vez se efectuó correctamente en segunda instancia obteniendo así un valor de 50 gr como masa de las pesas para equilibrar la balanza.

5.- Para el llenado completo del objeto, no fue necesario entrar en cuidados, por lo que se lleno a una altura aleatoria, y se procedió nuevamente a equilibrar la balanza con las pesas (dinamómetro) obtenido una lectura de 300gr.