MATERIAL UTILIZADO EN LA PRÁCTICA.

-Siete pares de pesas de diferentes masas(Imagen 2.1). Cuyos valores son:

1º Par.- 4.861kg y 4.855kg.2º Par .-4.880kg y 4.870kg.3º Par.- 4.854kg ambos.4º Par.- 4.875kg ambas.5º Par.- 4.855kg ambas.6º Par.- 4.856kg y 4.857kg.7º Par.- 2.849kg y 2.490kg.

Imagen2.1.- Se muestran algunas pesas utilizadas, si bien no todos los pares son de la misma masa, la variación en la misma es mínima.

-Barco con calado en cuatro de sus aristas, así como en la parte media, de cada lado del mismo. La graduación es de 0cm-20cm.

Imagen 2.2.- La graduación está impresa en el barco, permite conocer el calado

- Báscula mecánica. Legibilidad 5 gramos. (Imagen 2.3)

Imagen 2.3.- Para precisión se tienen dos contrapesos, uno para kg y uno para gramos.

PROCEDIMIENTO REALIZADO.

El propósito de esta práctica es comparar la fuerza de empuje o de flotación con el peso del barco, dicho peso se iba variando equivalentementePrimero, del barco ya en flotación sobre el agua dentro de un contenedor, se observó el calado que por su propia masa, el barco mostraba, éste fue de 2.5cm. (Fig. 2.4)

Imagen.2.4.- Calado inicial, es importante notar que si el barco es simétrico y si su masa está equivalentemente distribuida, el calado debe ser igual en cada lado.

Después, se fueron añadiendo pares de pesas equivalentes o iguales en los extremos del barco, se buscó que las pesas estuvieran centradas, de modo que estuviesen a la misma distancia de los lados del barco, lo cual ayudaría a que las lecturas de calado fuesen similares o iguales, y a que el barco se mantuviera en equilibrio . (Imagen. 2.1)

Las lecturas de calado obtenidas fueron las siguientes.

1º Par.- 4.861kg y 4.855kg.Promedio de Calado. 4cm.

2º Par .-4.880kg y 4.870kg.Promedio de Calado 5cm.

3º Par.- 4.854kg ambos.Promedio de Calado 6cm.

4º Par.- 4.875kg ambas.Promedio de Calado 7cm.

5º Par.- 4.855kg ambas.Promedio de Calado 8cm.

6º Par.- 4.856kg y 4.857kg.Promedio de Calado 9cm.

7º Par.- 2.849kg y 2.490kg.Promedio de Calado 9.5cm.

Posteriormente, se procedió a sacar cada par de pesas simultáneamente, de modo que el barco pudiera ser sacado del agua y pesado en una báscula mecánica. También se obtuvieron sus medidas con ayuda de un flexómetro; de longitud, altura y ancho.(Imagen 2.3). e (Imagen 2.5).

Imagen 2.5- Las medidas longitudinales del barco son útiles para conocer el volumen del mismo, auxiliar en los cálculos de fuerza de empuje.

La masa del barco mostrada en la báscula fue de: 21.110 kg.

Las longitudes medidas fueron de:LARGO 219.5 cm.ANCHO 39.5 cm.ALTURA 24.5 cm.

VARIABLES A OBSERVAR.

Después de ser colocado cada par de pesas, cuya masa estaba grabada en cada placa, se observaba el calado en cada una de las seis escalas impresas en el barco.

Es importante también conocer el volumen del barco para cálculos de fuerza de empuje, por lo cual se tomaron medidas longitudinales.

La masa es importante para conocer el peso del barco, igualmente útil en cálculos de fuerza de empuje, para ser comparada con el peso y comprobar el equilibrio observado analíticamente.

¿CÓMO SE REALIZÓ EL REGISTRO DE LOS DATOS?

A fin de conocer el calado del barco en cada momento se observó la medida en la graduación impresa en los seis puntos del barco, y se registró después de ser colocado cada par de pesas.

Para conocer el volumen del barco se usó un flexómetro para tomar cada una de las dimensiones del mismo.

Para poder conocer su masa (del barco), se procedió a colocarlo sobre la báscula mecánica.

CÁLCULOS

1er cálculo de la fuerza de flotación con 2 pesas, 1 en cada extremo.

Datos:

Peso del barco: (21.110 kg )(9.81ms2 )=207.08N

Pesos agregados en la primera medición: (4.855 kg+4.861kg )(9.81 ms2 )=95.31NVolumen desplazado: 4 cm=.05m

Medidas del barco:

Base= 2.195m

Altura= 0.245m

Ancho= 0.395m

Calculo de la fuerza de empuje

FF=(ρg vDES )=(1000 kgm3 )(9.81ms2 ) (2.195m ) ( .395m ) ( .04m )=340.22N

Peso del barco con las pesas agregadas:

W T=(95.31+207.08 )=302.39N

340.22N 302.39N

CÁLCULOS

4to cálculo de la fuerza de flotación con 8 pesas, 4 en cada extremo.

Datos:

Peso del barco: (21.110 kg )(9.81ms2 )=207.08N

Pesos agregados en la primera medición: (4.855 kg+4.861kg )(9.81 ms2 )=95.31N

Pesos agregados en la segunda medición: (4.87 kg+4.88kg )(9.81ms2 )=95.64N

Pesos agregados en la tercer medición: (4.854kg +4.854kg)(9.81 ms2 )=95.23N

Pesos agregados: (4.875 kg+4.875kg )(9.81ms2 )=95.64NVolumen desplazado: 7cm=.07m

Medidas del barco:

Base= 2.195m

Altura= 0.245m

Grosor= 0.395m

Calculo de la fuerza de empuje

FF=(ρg vDES )=(1000 kgm3 )(9.81ms2 ) (2.195m ) ( .395m ) ( .07m )=595.38N

Peso del barco con las pesas agregadas:

W T=(95.31N+95.64N+95.23N+95.64N+207.08N )=588.9N

588.9N 595.38N

Conclusiones personales Josué Solís.-

A partir de los cálculos obtenidos se puede demostrar que la fuerza de empuje es igual o equivalente al peso del cuerpo sumergido parcialmente, o flotante, sobre el líquido. Las variaciones se pueden deber a errores de observación, además de que al momento de colocar las pesas hubo una distribución inequitativa del peso, lo cual se pudo observar en el calado, puesto que no fue igual en los seis puntos del barco en el que estaba la escala impresa. Por lo cual se tuvo que trabajar con un promedio. Sin embargo, queda demostrado que aún con variación se acercan demasiado los valores, por lo que, en condiciones ideales considero y concluyo que la fuerza de empuje es, en efecto, igual al peso del cuerpo que flota parcialmente sumergido en el fluido.