pre fÍsica 8° a-b

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1 PRE FÍSICA 8° A-B DOCENTE RESPONSABLE: Felicidad González 1° periodo 2021

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Page 1: PRE FÍSICA 8° A-B

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PRE FÍSICA

8° A-B

DOCENTE RESPONSABLE: Felicidad

González

1° periodo 2021

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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.