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1UNIVERSIDAD CATLICA
SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO
FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIAL
INFORME DE LABORATORIO N 02
EL PRINCIPIO DE ARQUMEDES
CURSO:FSICA II
ALUMNA: DIAZ COTRINA LEIDY ROSMERY
CDIGO: 151TS57246
DOCENTE:GUTIRREZ ATOCHE, EGBERTO
SERAFN
24 de noviembre de 2015
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INTRODUCCIN
En el presente informe se tratar de explicar un principio muy difundido y
conocido dentro del campo de la ciencia, un principio que naci hace
muchsimos siglos propuesto por el filsofo Arqumedes. Existe una leyenda
popular que le hace referencia, se dice que l se encontraba en su baera,
obserando una corona, y en un momento dado se percata del cambio de
olumen de agua que e!erca esta corona en su baera.
"entro del estudio de los fluidos se debe conocer no solo su concepto, sino
tambin aquellos fenmenos o comportamiento que lo describen, por ello las
prcticas en los laboratorios son esenciales para nosotros en nuestro proceso
de aprendi#a!e$ puesto que debemos tener una buena formacin para hacer de
forma ptima nuestra labor de futuros formadores y sobre todo de mane!ar una
ciencia tan amplia e importante como lo es la %sica.
&a %sica es una ciencia muy erstil, se apoya mucho en los laboratorios, lo
que desemboca en que se aprenda de forma 'Emprica( aprendiendo de
acuerdo a las experiencias que iimos facilitando as el aprendi#a!e. )omo se
mencion que la %sica se apoya en los laboratorios experimentales eremos a
continuacin la experiencia reali#ada sobre el famoso principio de Arqumedes.
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EL PRINCIPIO DE ARQUMIDES
I. OBJETIVOS
)omprobar y erificar la aplicacin fsica del *rincipio de
Arqumedes."eterminar la densidad y el olumen de los cuerpos utili#ados,
que son desconocidos, para el experimento.
"eterminar la fuer#a del empu!e sobre un cuerpo.
Entender el funcionamiento y+o comportamiento del agua cuando
se le aplica o sumerge en ella, algn slido.
--. %/"A0E/123 1E45-)23
El principio de Arqumedes es un principio fsico que afirma que6 'n cuerpo
total o parcialmente sumergido en un fluidoen reposo, recibe un empu!ede
'aba!o hacia arriba( igual al pesodel olumen del fluido que desalo!a, en
respuesta a que el cuerpo se sumerge(
El principio de Arqumedes expresa que6 n cuerpo sumergido en un fluido
experimenta una fuer#a ascensional resultante llamada empu!e ertical, est
dirigido hacia arriba y es de magnitud igual al peso del fluido despla#ado($ es
decir, que si un cuerpo est parcial o totalmente sumergido en un fluido, este
e!ercer una fuer#a hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido
despla#ado por el cuerpo, hacindolo flotar.
https://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Empujehttps://es.wikipedia.org/wiki/Pesohttps://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_(fluido)https://es.wikipedia.org/wiki/Empujehttps://es.wikipedia.org/wiki/Pesohttps://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_(fluido)https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido7/24/2019 LABORATORIO N 02
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4Entonces6 el empu!e 'E( cuyo alor es igual al peso del lquido despla#ado
WL 6
L!E =
77. 89:
*ero, como el peso del lquido despla#ado es igual a la masa por la graedad$
y la masa es igual a la densidad del lquido multiplicado por el olumen de este,
tenemos6
;& < m&"gLLL "#$% =
5eempla#ando en 89:, obtenemos6
LL"&"#$E =77.. 8=:
Entonces el empu!e ser igual al producto de la densidad y el olumen > &del
lquido despla#ado por la aceleracin de la graedad. *ara que un cuerpo
flote en un lquido, tenemos las siguientes condiciones6
3i E
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5
%igura ?=
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6
3i E> Wo como se muestra en la figura ?@, la resultante estar
dirigida hacia arriba, entonces el cuerpo flota en la superficie del lquido.
E!emplo n corcho.
allando la densidad del ob!eto sumergido y el empu!e. 3e puede medir
directamente el peso ' Wo ( del ob!eto con un dinammetro. Este ser igual6
Wo=mo . g 7. 8@:
)omo la masa6''' "#$% =
entonces6
"&"#$! ''' =77.. 8B:
3i se conoceWo
, g ,Vo
, se puede hallar la densidad del cuerpo6'$
.
Entonces6
"
!$
'
'' =
7.. 8C:, expresin a utili#ar para el experimento.
%igura ?@
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7El empu!e de halla mediante la diferencia entre el alor medido con el
dinammetro del Wo y el peso aparente ;Do que presenta el ob!eto al estar
sumergido en el lquido.
E!(! '' =7.. 8:
III. ESPECIFICACIN DE MATERIALES
n dinammetro
na probeta
na balan#a digital
n pedaso de cuerda de /ylon, de los = metros pedidos
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)
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*
n aso graduado
na pie#a de acrlico
>arias pie#as de acero
IV. PROCEDIMIENTO
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1+9: 3e mide el peso del ob!eto con el cual se a a reali#ar el experimento y
de acuerdo a los resultados, se colocan en la tabla nF ?9.
=: 3e echa el agua en la probeta, en posicin inclinada, para eitar de que
se origine las burbu!as de aire, pues las burbu!as tambin ocupan un
espacio, por ello el olumen se er afectado.
@: 3e introduce el ob!eto en la
probeta con agua y se mide la cantidad de olumen desalo!ado, el cual
es anotado en la tabla nF ?=.
B: 5ecurriendo a la expresin 8C:, obtuimos la densidad del ob!eto y se
pudo apreciar que ste es cercana a la densidad que se tiene en lastablas.
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"
!$
'
'' =
C: 3umergimos el ob!eto, colgado del dinammetro, para hallar la masa y
por ende obtuimos el peso aparente del ob!eto (Wo') $ utili#ando la
frmula W=m.g
: 0ediante la ecuacin 8: obtuimos el'Empu!e( e!ercida por el lquido.
E!(! '' =
G: )oncluido la experiencia con el primer ob!eto en el cual era de acero,procedemos a reali#ar la misma experiencia con otro material.
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V. CLCULOS Y RESULTADOS
a: )alculamos el peso del ob!eto$ en el cual la masa es la que pesamos en
la balan#a y lo tomaremos en Hg, ya que al multiplicarlo por la graedadel peso me saldr en neIton$ esto lo haremos mediante la frmula6
W=m.g
MASA GRAVEDAD
DE
CHICLAYO
PESO
DEL OBJETOgr kg
Pieza de
Acero
50 gr 0.050 kg
9.7810
m
s2
0.!"0# $
Pieza
Acr%&ico
35 gr 0.035 kg
9.7810
m
s2
0.'(''# $
b: )alculamos el olumen del ob!eto$ y esto es la diferencia de olumen
final menos el inicial$ ya que El olumen de lquido desalo!ado es igual al
olumen del cuerpo sumergido.
c: allamos la densidad, en el cual esta debe estar engr
cm3 , ya que un
'ml( es equialente a un ' cm3
( $y esto lo haremos mediante la frmula6
Tabla
N 01
Tabla
N 02
VOL)ME$
*I$AL
VOL)ME$
I$ICIAL
VOL)ME$
DEL OBJETO +
Vo
Pieza de
Acero
1)) %" 1)2%" 6ml
PiezaAcr%&ico
226 %" 1*) %"2! ml
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=m
V
d: )alculamos el peso aparente 8 Wo' en el cual se obtena mediante el
dinammetro.
e: allamos el Empu!e mediante la frmula6
E=WOWO
Tabla
N 03
MASA VOL)ME$ DE$SIDAD
Pieza de
Acero
50 gr.6 cm
3
!""gr
cm3
Pieza
Acr%&ico
35 gr.2) cm
3
#2$gr
cm3
WO WO EMP)JE
Pieza de
Acero
0.48905 N 0.45 N 00"%# N
Pieza
Acr%&ico
0.342335 N 0,049 N 02%""$ N
PESO
APRE$TE
Pieza de
Acero
0.# $
Pieza
Acr%&ico
0,0" $
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14Vo WO Wo E
Pie! "eA#e$o
- L 0.!"0# $ !"""gr
cm
3
0.# $ 00"%#N
Pie!A#$%&i#o
(! L 0.'(''#
$#2$
gr
cm3
0,0" $ 02%""$N
f: na e# terminado todo completamos nuestra 1AJ&A
VI. SOLUCIN DEL CUESTIONARIO
a. Cmo has verificado el principio de Arqumedes? Explicar.
*ues pude darme cuenta de que cuando calculamos nuestra '%uer#a de
Empu!e( con ayuda de la ecuacin 8: E=WOWO'
, obseramos en ambos
casos que el empu!e es menor al peso de los ob!etos utili#ados, como
consecuencia estos ob!etos descienden, es decir se hunden y terminan en el
fondo de la probeta o del aso graduado.
En esta experiencia se pudo erificar el principio de Arqumedes, ya que
pudimos comprender por medio de la prctica experimental de que existe una
fuer#a de empu!e la cual se dirige hacia arriba, y si esta fuer#a es menor a la
del peso del ob!eto, como hemos podido apreciar en cada uno de los
experimentos, ste se hunde.
b. En vez de utilizar agua ! se emplea aceite alcohol o mercurio se
cumplir" el principio de Arqumedes? Explicar.
3 se cumplira el principio de Arqumedes, debido a que este principio
establece que todo cuerpo, ya sea total o parcialmente sumergido en un fluido,
percibe y+o recibe una fuer#a ascendente la cual es el Empu!e.
K si hacemos otra experiencia con el alcohol, aceite o mercurio,
obseraremos que el ob!eto puede ascender o descender 8hundirse o elearse:e incluso quedarse esttico en el medio del recipiente$ y esto es porque el
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15empu!e depende de arias ariables tales como el olumen, la graedad, pero
sobre todo de la densidad en el cual si tomamos cualquiera de estos lquidos
sus densidades sern diferentes.
c. #et
er
mi
nar
el
nombre de la piedra desconocida a partir de la densidad obtenida.
*ara estas experiencias de laboratorio no utili#amos piedra alguna,
en su reempla#o hicimos uso de ob!etos ya conocidos, fsicamente
hablando, y de esta manera obtuimos sus densidades, por ende pudimos
comprobar que las densidades eran muy cercanas a las de las tablas.
VII. O'(e$)!#io*e(+ #o*#&,(io*e( - $e#oe*"!#io*e(
O'(e$)!#io*e(
El alor de la graedad utili#ado es el alor estndar con una cierta
ariacin por estar en la ciudad de )hiclayo, la cual es equialente a
L.GM9? m s2
.
Es necesario llenar de forma correcta la probeta con agua, pues como
DE$SIDAD
CO$OCIDA
DE$SIDAD
HALLADA
MATERIAL
/,!#gr
cm3 !"""
gr
cm3
Acero
.!gr
cm3 #2$
gr
cm3
Acr%&ico
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16se mencion podra alterar el olumen pues las burbu!as originadas
tambin tienes un olumen.
Co*#&,(io*e(
)oncluimos que la exactitud est en que el lquido desalo!ado por el
slido, correspondiente al olumen del ob!eto, pero esta precisin se
pierde en la toma de alores, debido a que siempre existe un margen de
error.
En esta experiencia del laboratorio todos los integrantes pudimos
ampliar nuestros conocimientos sobre la hidrosttica y sobre todo acerca
del '*rincipio de Arqumedes($ y as comprender qu el principio deArqumedes establece que todo cuerpo total o parcialmente sumergido
en un fluido experimenta una fuer#a ascendente 8Empu!e: igual al peso
del fluido despla#ado.
Re#oe*"!#io*e(
*ara el entendimiento y aprendi#a!e de nosotros recomiendo tratar de
ser lo ms precisos posible en la toma de alores, para no tener mucha
ariacin en los resultado. 2tra que se debe usar asos y probetas algo grandes para apreciar la
profundidad y as la fuer#a de empu!e pueda aparecer con libertad.
VIII. BIBLIO/RAF0A
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