PRE FÍSICA 8° A-B
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PRE FÍSICA
8° A-B
DOCENTE RESPONSABLE: Felicidad
González
1° periodo 2021
INSTITUCIÓN EDUCATIVA DISTRITAL MADRES CATÓLICAS
GUÍA DIDÁCTICA “Juntos somos más para edificar mejor”
GApc03 – R05
Versión 1 Vig. 17/03/2020 (dd/mm/aaaa)
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Nivel: Secundaria Grado: 8°A - B Modalidad: Académica
Asignatura: Pre Física Sesiones: 10 Fecha de ejecución:
Febrero a Mayo
Temas:
Fenómenos ondulatorios, clasificación de las ondas, el sonido: Como se percibe y sus
cualidades.
Competencias:
Interpretativa.
Argumentativa.
Propositiva.
Aprendizaje esperado:
Explico el comportamiento de las ondas, los principios de propagación del sonido y
la naturaleza de la luz.
Metodología:
Investigación virtual, construcción del concepto y explicación de los mismo a través
de encuentros tutoriales y por los chats de los diferentes grupos.
RUTA DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
Actividades de autoformación:
Apoyándote en el material de apoyo suministrado resuelve las actividades propuestas
en el cuaderno con mucho orden
Materiales:
Tutorías Virtuales, Texto guía.
Evidencias o productos:
Se realizarán encuentros virtuales con sustentaciones y tutoriales orientativos sobre la
temática.
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Actividad #1
1) Explica los siguientes conceptos y los represento en dibujos
- Velocidad y sus clases
- Aceleración
- Movimiento y sus clases
- Trayectoria
- Desplazamiento
- Vectores
- Magnitudes: escalares y vectoriales
Actividad #2
1. ¿Qué es la mecánica?
2. Cómo se encuentran dividida. Explícala
3. Define: movimiento, sistema de referencia
4. Cuáles son los elementos del movimiento
5. Representa en dibujos: móvil, trayectoria, punto de referencia
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Actividad #3
1. Explica los movimientos de traslación y rotación de un cuerpo sólido
2. Como se clasifican los movimientos
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Actividad #4
1. Define: rapidez y velocidad
2. ¿Cuáles son las unidades de rapidez?
3. Diferencia entre velocidad media y velocidad instantánea
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Actividad 5#
1. Recordemos algunas propiedades físicas de la materia
Recuerde que se denomina materia a todo aquello que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio, es
susceptible a cambio y no puede ser destruida. También, que ésta se encuentra presente en la naturaleza
en diferentes estados: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Toda la materia tiene una serie de propiedades
físicas que permiten analizarla y entender su comportamiento. Por ejemplo, al espacio que ocupa un
cuerpo o sustancia se le denomina volumen, y este varía de un cuerpo a otro.
Al preguntarnos, sí, todo lo que nos rodea este hecho de materia, entonces, ¿Cómo podemos diferencia
una sustancia de otra, o un cuerpo de otro? Nos damos cuenta que la materia presenta propiedades que
hacen que cada sustancia sea única y se diferencie de las demás. Esas propiedades pueden ser clasificadas
como extensivas, estas dependen del valor medido de la masa, como por ejemplo el peso, volumen, área.
Las propiedades intensivas son aquellas que no dependen del tamaño, el calor, el sabor, son ejemplos
de este tipo de propiedades. Sin embargo, las propiedades que nos interesa en nuestro curso de octavo
grado son las Propiedades Físicas; esta son características de la materia y pueden ser observadas o
medidas sin necesidad de cambiar la naturaleza química de la sustancia. Ejemplos: Masa, volumen,
porosidad, etc.
2. Estados de la materia y sus características: Solido, líquido y gaseoso.
Alrededor nuestro, es posible observar diversos fenómenos que nos generan curiosidad, y que
quisiéramos poder explicar. Por ejemplo, queremos explicar que un barco pueda flotar, que un globo
aerostático se pueda elevar, o cómo funciona una olla de presión. Estos fenómenos están relacionados
con las características que poseen sustancias como el agua o el aire, las cuales se encuentran en estado
líquido y gaseoso, respectivamente. En estos estados de la materia, las moléculas de las sustancias se
unen entre sí con fuerzas que son menores comparadas con las de los cuerpos en estado sólido. Por lo
tanto, se puede decir que en los líquidos y gases las moléculas se encuentran más distanciadas.
Las sustancias líquidas y gaseosas tienen características particulares como no tener una forma definida,
por lo que toman la forma de aquello que las contiene, ocupando así un espacio determinado. Ese espacio
que ocupan es la propiedad de las sustancias denominada volumen.
La organización de las moléculas en líquidos y gases, les permite fácilmente correr o moverse sobre
superficies o a través de orificios bajo la acción de pequeñas fuerzas, pues no podría esperarse que al
aplicar una fuerza sobre un líquido (como por ejemplo agua contenida en un balde), esta reaccione de la
misma manera que si aplicamos dicha fuerza sobre una pelota. En cada caso, la estructura de la materia
hace que la reacción sea diferente y las propiedades de cada sustancia también. Observar Tabla 1.
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Tabla 1. Caracteristicas de los Estados Solido – Liquido - Gaseoso
Forma determinada: las
partículas se disponen en forma geométrica ordenada.
Volumen determinado o
definido.
Mucha cohesión
Átomos fuertemente unidos.
Vibraciones de los átomos.
No se pueden comprimir.
Forma variable: cambian de
forma adaptándose al recipiente que los contiene.
Volumen determinado.
Poca cohesión
Átomos menos entrelazados
entre si
No se pueden comprimir.
Forma variable: cambian de
forma aptándose al recipiente que los contiene.
Volumen variable: porque
presentan expansibilidad. Puede
ocupar todo el volumen disponible.
No hay cohesión.
Átomos muy separados y libre
movimiento.
Se pueden comprimir.
En los líquidos, las fuerzas que unen las moléculas son débiles, permitiendo que estas se muevan con
facilidad entre sí y que sustancias como el agua fluyan fácilmente, cambien su forma y adopten la del
recipiente que los contiene. Por su parte, los gases tienen las moléculas tan separadas entre sí, que las
fuerzas que las unen son casi nulas. Esto permite que los gases como el aire puedan expandirse y ocupar
todo el espacio que les sea posible e igualmente que puedan ser comprimidos haciendo que ocupen un
menor espacio (volumen). A este tipo de sustancias se les denomina fluidos, debido precisamente a su
capacidad para fluir.
Otra propiedad de los fluidos, líquidos y gases, a parte del volumen – ya sabes que es volumen, en tu
libreta de apuntes esta - encontramos la masa la cual indica la cantidad de materia que poseen. Esta
propiedad puede ser medida en gramos o kilogramos con ayuda de una balanza. Observa la siguiente
ilustración:
Figura 1. Dos jeringas, una llena de aire (gas) y otra de agua (liquido).
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Si tomamos una jeringa y la llenamos de aire, ver figura 1, pero antes medimos su masa en una balanza
y luego con el aire la volvemos a pesar, notamos que no hay ninguna variación significativa, porque la
masa del aire contenido en ese volumen es tan pequeña que esta balanza no la puede medir. Ahora bien,
si medimos la masa de la segunda jeringa llena de agua, esto nos muestra que la jeringa contiene cierta
masa de agua. Entonces podemos concluir que, aunque el volumen de aire y de agua contenidos en la
jeringa sea el mismo, sus masas difieren significativamente. Esto se debe a otra propiedad de las
sustancias denominada densidad. La densidad es la medida de la cantidad de masa que cabe en cierto
volumen de una sustancia y varía de acuerdo con el tipo de sustancia. Por ejemplo, el aire tiene una
densidad de 0.00136 g/cm³, es decir, que en cada centímetro cúbico de la jeringa hay 0.00136 g de aire,
mientras que la densidad del agua es de 1 g/cm³, es decir que en cada centímetro cúbico de la jeringa hay
1 g de agua, por eso la diferencia de sus masas. En conclusión, dependiendo de las propiedades de las
sustancias como su masa, volumen y densidad, éstas tienen características diferentes en su
comportamiento como ocurre con los fluidos.
Desarrolla
Recuerda que en tu cuaderno están consignadas las fórmulas para llar el volumen y la masa, conociendo la densidad y una de esas propiedades.
Para hacer conversiones de las unidades, recuerda que si vas a pasar de unidad mayor a una unidad menor debes multiplicar por el factor de
conversión, ejemplo:
De acuerdo a lo aprendido, responde:
1. ¿Cuáles son las características de un fluido?
2. ¿Cómo afecta la densidad las características de una sustancia sólida, líquida y gaseosa?
3. Completa la tabla según los datos que se te da, puedes consultar en libros o internet si los necesitas.
Por favor escribe el procedimiento que realices para cada uno.
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SUSTANCIA
MASA VOLUMEN DENSIDAD
g cm3 g/cm3
Amoniaco
125000
Petróleo
38450
0,88
Aceite
300
Leche
1.03
Actividad 6#
1.Calcula la densidad de un cuerpo que tiene de volumen 2 cm3 y una masa de 25 g.
2.Calcula la masa de un cuerpo que tiene 2 m3 de volumen y una densidad de 13 kg/m3.
3.Calcula el volumen de un cuerpo que tiene una masa de 300 g y una densidad de 3 g/cm3.
4.Si la densidad del aire contenida en una habitación es 0,0013 g/cm3. Si las dimensiones de la habitación
son 4 m de ancho, 5 m de largo y 2,5 m de alto, ¿qué masa tiene el aire contenido?
5. ¿Cuántas libras hay en? Realiza los procedimientos necesarios:
A. 358 g B. 15 kg
Actividad #7
La Presión, una propiedad no menos importante, pero que cobra relevancia en nuestro diario vivir. ¿Te
has preguntado qué mantiene inflado un globo? o ¿por qué cuando alguien se sumerge en la parte honda
de un río siente como si el agua lo “espichara”? Estos efectos son debidos a la presión. Cuando un fluido
está en un recipiente, éste ejerce presión en todas direcciones, sobre el recipiente y sobre lo que está
dentro del fluido mismo; recordemos que los fluidos ocupan fácilmente el espacio que les sea posible,
los líquidos quedándose en el fondo de los recipientes y los gases esparciéndose en todas direcciones.
Los gases al expandirse llenan los rincones de un recipiente como puede ser por ejemplo una habitación.
Gracias a ello, el aire puede presionar sobre las paredes de la habitación y sobre todos los objetos que se
encuentran allí. ¡Aunque no lo sintamos, el aire a nuestro alrededor siempre ejerce presión sobre
nosotros! Por la misma razón, el aire que se encuentra al interior de un globo puede mantenerlo inflado
gracias a la presión que ejerce sobre la parte interna.
También es posible que los fluidos experimenten presión debido a factores externos. Por ejemplo, cuando
empujamos el embolo de una jeringa, ver figura 1, ejercemos presión sobre el fluido que haya en su
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interior y hacemos que este a su vez la ejerza sobre las paredes de la jeringa, por lo que dicho fluido sale
a gran velocidad por el orificio de la aguja. Por otra parte, cuando un objeto se encuentra al interior de
un fluido, y dependiendo de lo profundo que se encuentre, experimentará mayor o menor presión. Por
ejemplo, imagínese que alguien se sumerge en un río.
Mientras más profundo esté, mayor será la capa del líquido encima de él y esto ocasionará que
experimente mayor presión a medida que se sumerja más. Por esta razón, los buzos profesionales deben
entrenar su cuerpo y pulmones para resistir esas grandes presiones, así como los submarinos deben ser
construidos con materiales resistentes para soportar las altas presiones que ejerce el mar a grandes
profundidades. Por último, la presión al interior de un fluido también depende de la densidad del mismo.
Cuando un fluido es más denso, la cantidad de moléculas presentes en cierta cantidad de ese fluido es
mayor. Por lo tanto, muchas más partículas harán contacto con las superficies sobre las que actúa el fluido
ejerciendo así mayor presión.
No olvides complementar la información con la guía de Presión que tienes y te fue entregada
antes de salir a la emergencia de salud por el COVID 19.
Resuelve
De acuerdo a lo aprendido, responde:
1. ¿Por qué el cuerpo de los peces que viven a grandes profundidades es aplanado hacia los
lados?
2. ¿Porque las puntillas y clavos son puntudos por el lado opuesto al que se golpea?
3. ¿Qué es un barómetro?
4. ¿En qué consistió el experimento de Toricelli?
Actividad 8#
Escribe una V, si es verdadera la afirmación o una F, si es Falsa. Luego, justifica tus respuestas en el
cuaderno.
A) Es más fácil mover un objeto en una piscina cuando esta desocupada que cuando está llena. ( )
B) Hay mayor presión atmosférica en Bogotá que en Barranquilla. ( )
C) Un balón de futbol ejerce la misma presión sin importar su posición sobre el césped. ( )
D) Un poste de luz ejerce mayor presión sobre la tierra cuando se instalan que cuando esta acostado.
( )
E) Ejerce mayor presión sobre la nieve una persona que tiene unos zapatos cuya área es 150 cm2 u
otros con un área de 200 cm2. ( )
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Actividad #9
Arquímedes de Siracusa, Biografía.
Arquímedes (287-212 a.C.), notable matemático e inventor griego, que escribió importantes obras sobre
geometría plana y del espacio, aritmética y mecánica.
Nació en Siracusa, Sicilia, y se educó en Alejandría, Egipto. En el campo de las matemáticas puras, se
anticipó a muchos de los descubrimientos de la ciencia moderna, como el cálculo integral, con sus
estudios de áreas y volúmenes de figuras sólidas curvadas y de áreas de figuras planas. Demostró
también que el volumen de una esfera es dos tercios del volumen del cilindro que la circunscribe.
En mecánica, Arquímedes definió la ley de la palanca y se le reconoce como el inventor de la polea
compuesta. Durante su estancia en Egipto inventó el ‘tornillo sin fin’ para elevar el agua de nivel.
Arquímedes es conocido sobre todo por el descubrimiento de la ley de la hidrostática, el llamado
principio de Arquímedes, que establece que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una
pérdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja (véase Mecánica de fluidos). Se dice
que este descubrimiento lo hizo mientras se bañaba, al comprobar cómo el agua se desplazaba y se
desbordaba.
Arquímedes pasó la mayor parte de su vida en Sicilia, en Siracusa y sus
alrededores, dedicado a la investigación y los experimentos. Aunque no
tuvo ningún cargo público, durante la conquista de Sicilia por los
romanos se puso a disposición de las autoridades de la ciudad y muchos
de sus instrumentos mecánicos se utilizaron en la defensa de Siracusa.
Entre la maquinaria de guerra cuya invención se le atribuye está la
catapulta y un sistema de espejos —quizá legendario— que incendiaba
las embarcaciones enemigas al enfocarlas con los rayos del sol.
Al ser conquistada Siracusa, durante la segunda Guerra Púnica, fue asesinado por un soldado romano
que le encontró dibujando un diagrama matemático en la arena. Se cuenta que Arquímedes estaba tan
absorto en las operaciones que ofendió al intruso al decirle: “No desordenes mis diagramas”. Todavía
subsisten muchas de sus obras sobre matemáticas y mecánica, como el Tratado de los cuerpos flotantes,
El arenario y Sobre la esfera y el cilindro. Todas ellas muestran el rigor y la imaginación de su
pensamiento matemático.
1. ¡Un curioso descubrimiento, EUREKA!
¿Ya te has dado cuenta que cuando entras en una bañadera o en una piscina totalmente llena, el agua
transborda?
Para entender por qué, precisamos del concepto de empuje. El descubrimiento de este principio fue
hecho por un gran sabio, en una situación graciosa. Fue así, como cuenta la leyenda:
“Érase una vez un rey. Y un sabio. El rey se llamaba Hierón, y el sabio, Arquímedes. Los
dos vivían en Siracusa, ciudad-Estado de la Grecia Antigua. El rey mandó hacer una
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corona toda de oro, pero escuchó rumores de que los orfebres no habían usado apenas oro
para hacer la corona y quedó desconfiado. Pero, si la corona era totalmente dorada y se
parecía mucho al oro puro, ¿cómo hacer, entonces, para estar seguro sin destruirla?
Es ahí que entra el sabio. Arquímedes ya era renombrado en aquel momento –cuando el
término filósofo era usado para todos los estudiosos y científicos en general- y es conocido
hasta hoy por sus descubrimientos en matemáticas, física y por diversas invenciones.
Arquímedes tuvo una importancia decisiva en el surgimiento de la ciencia moderna.
La historia más conocida de Arquímedes es, sin embargo, como dijimos, una leyenda. El rey consultó
al filósofo para resolver el problema de la corona de una vez por todas –probar si era toda de oro o
no. Estaba el sabio griego un buen día preparándose para tomar un baño en una bañera, entretenido
con esa cuestión. De repente, tuvo una visión de la solución y salió corriendo, desnudo (¡!) por las
calles de la ciudad, gritando “¡Eureka, Eureka!”, que en griego quiere decir “¡Lo he encontrado, lo
he encontrado!” Lo que encontró fue lo que hoy llamamos de “Principio de Arquímedes” (que se basa
en empuje hidrostático). A partir de él, podemos afirmar: “un cuerpo sumergido en un líquido flotará,
se hundirá o quedará neutro de acuerdo con el peso del líquido desalojado por este cuerpo”. O sea,
si el peso del líquido desalojado por un objeto es mayor que el peso del cuerpo, éste flotará. Pero si
el peso del objeto es superior al peso del líquido desalojado, el cuerpo se hundirá. Si es igual quedará
a medio camino, ni se hunde ni flota. Y Arquímedes descubrió eso mientras tomaba baño en su
bañadera, cuando percibió que la cantidad de agua que transbordaba era igual en volumen a su
propio cuerpo. Y así se dio cuenta de cómo se podría probar el fraude del orfebre. Señaló que los
bloques de la misma masa, hecha de plata y oro, se desbordaban el mismo tamaño (volumen)
Entonces, sumergió en un recipiente lleno de agua un bloque de oro de masa igual a la de la corona
y midió el volumen de agua desalojada. Hizo lo mismo con un bloque de plata. El volumen de agua
desalojada por el bloque de oro era menor que el volumen de agua desalojado por el bloque de plata.
Repitió la experiencia con la corona y verificó que el volumen de agua desalojada era mayor que el
del bloque de oro y menor que el del bloque de plata. Llegó a la conclusión que la corona no era de
oro puro y que los orfebres la habían hecho mezclando metales. Usó la densidad para probar que la
corona había sido hecha con una liga (mezcla) de oro y plata.
El rey no debe haberse quedado muy satisfecho con los orfebres…”
Resuelve
1. Resume el texto anterior, al menos, en cinco (5) frases.
2. ¿A que equivale el volumen de líquido desalojado por Arquímedes al introducirse a la
bañera?
3. ¿Que se deduciría si el volumen de la corona hubiese sido menor que el de un objeto de
oro de su mismo peso?
4. ¿Qué se deduce del experimento llevado a cabo por Arquímedes?
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Actividad #10
1. Principio de Arquímedes
Principio de Arquímedes, ley física que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente
en un líquido, éste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado. La mayoría
de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y
se hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio.
El concepto clave de este principio es el ‘empuje’, que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo
el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.
Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si éste se sumerge por
completo, el peso del agua que desplaza (y, por tanto, el empuje) es mayor que su propio peso, y el
objeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera del agua hasta que el peso del agua desplazada por la
parte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. Así, un bloque de madera cuya
densidad sea 1/6 de la del agua, flotará con 1/6 de su volumen sumergido dentro del agua, ya que en
este punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.
Por el principio de Arquímedes, los barcos flotan más bajos en el agua cuando están muy cargados (ya
que se necesita desplazar mayor cantidad de agua para generar el empuje necesario).
Además, si van a navegar en agua dulce no se pueden cargar tanto como si va a navegar en agua salada,
ya que el agua dulce es menos densa que el agua de mar y, por tanto, se necesita desplazar un volumen
de agua mayor para obtener el empuje necesario. Esto implica que el barco se hunda más.
Figura 2
Repasemos un poco….
El empuje hidrostático es Igual al peso del cuerpo, cuando el cuerpo permanece en equilibrio (flotando).
El empuje depende de la densidad del líquido. El empuje depende del volumen del cuerpo
sumergido. (VS )
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2. ¿Por qué un objeto se hunde o flota?
La flotación de un objeto depende de la relación entre su densidad y la densidad del fluido en el que
se encuentra. Analizaremos los tres casos posibles:
El objeto es más denso que el fluido.
En este caso, el objeto se va hacia el fondo del líquido en el que es sumergido, debido a que el peso del
objeto es mayor que el peso del fluido desplazado y, por lo tanto, mayor que el empuje. La piedra
sumergida completamente en la Figura 2 es un buen ejemplo de esta situación.
El objeto tiene la misma densidad que el fluido. En este caso, no podemos decir que el objeto se hunda
o flote, aunque se trata de un caso particular en el que el peso del objeto es igual al peso del fluido
desplazado y, por lo tanto, igual al empuje. Sin embargo, el objeto podría encontrarse igualmente
en el límite de la superficie del fluido o en el fondo. Un ejemplo de esta condición sería la situación
de un globo lleno de agua en el interior de otro recipiente con agua.
El objeto tiene menor densidad que el fluido. En este caso el objeto permanece parcialmente sumergido,
es decir, flota. Esto se debe a que, si el cuerpo se sumerge completamente, su peso es menor que el
peso del fluido que desplaza, de manera que asciende hasta la superficie. En estas condiciones, el
objeto flotante desplaza un volumen de agua que es una fracción del volumen total del objeto, lo
que permite equilibrar su peso y el empuje. Por supuesto, los ejemplos de esta situación son
numerosos.
Tabla 2. Ejemplos de aplicación del Principio de Arquímedes
¿A qué se debe que una moneda se
hunda en el agua y un barco con
miles de toneladas de petróleo no
suceda lo mismo?
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Tal vez, el
más
espectacu
lar sea el
de un
iceberg en
el mar,
cuya
versión
doméstica
podemos
observar
con cubos
de hielo
en un
vaso de
agua.
El principio de Arquímedes se
aplica al comportamiento de los
fluidos en general. Así, un
globo aerostático asciende
cuando su peso es menor que el
peso del aire atmosférico que
desplaza.
En muchos peces, la vejiga
natatoria permite controlar la
flotabilidad mediante un
complejo sistema de
intercambio gaseoso con la
sangre. El mecanismo
permite al pez ascender o
descender en el agua,
cambiando la densidad
relativa del pez sin necesidad
de utilizar la musculatura.
Un globo lleno de
agua sumergido en
una piscina se
encuentra en una
situación en la que su
peso está
completamente
equilibrado por el
empuje, y por esta
razón no flota, pero
tampoco se hunde
hasta el fondo.
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Resuelve
1. Como es el funcionamiento de un submarino teniendo en cuenta el Principio de
Arquímedes
2. Clasifique como verdadero o falso:
a. El empuje hidrostático depende de la densidad del líquido. ( )
b. El empuje hidrostático no depende del volumen sumergido del cuerpo. ( )
c. La ley de empuje hidrostático fue descubierta por Pascal. ( )
d. El empuje hidrostático depende de la gravedad. ( )
e. El empuje hidrostático depende del volumen sumergido del cuerpo. ( )
f. La ley de empuje hidrostático fue descubierta por Arquímedes. ( )
Para completar:
a. “Todo cuerpo sumergido _____________ o parcialmente en un líquido,
experimenta una _____________ vertical hacia arriba, llamada
________________________________ y es equivalente al peso del líquido
desalojado por el cuerpo”.
b. “Todo cuerpo ___________total o parcialmente en un_________, experimenta
una fuerza __________ hacia arriba, llamada empuje hidrostático y es equivalente
al peso del líquido desalojado por el cuerpo.