laboratorio n° 02

7/24/2019 LABORATORIO N 02

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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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2

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/Fluido


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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


5/16

5

%igura ?=


6/16

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 ?@


7/16

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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)


9/16

*

n aso graduado

na pie#a de acrlico

>arias pie#as de acero

IV. PROCEDIMIENTO


10/16

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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11

"

!$

'

'' =

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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12

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


13/16

1

=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" $


14/16

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

1ipler *. %sica para la ciencia y tecnologa. Jarcelona6 5eert. =???. 3ears %, NemansHy 0, %reedman 5. %sica niersitaria. >ol. -. 0xico6

*earson Education. 9LLL. https6++es.IiHipedia.org+IiHi+*rincipioOdeOArquP)@PA"medes [email protected]+&ibros+proinciales+arquimides.pdf http6++es.slideshare.net+Qarcia0udi+experienciaRprincipioRdeRarqumedesR

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laboratorio n° 02

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