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Prinicipio de Arquimedes
 

Prinicipio de Arquimedes

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Descripción del prinicipio de Arquimedes

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    Prinicipio de Arquimedes Prinicipio de Arquimedes Presentation Transcript

    • Principio de Arquímedes Álvaro Guil Laynez 2ºB
    • Enunciado
      • "Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja
      *Fluido que desaloja: parte del fluido que el objeto “quita de su sitio” para ocupar ese espacio
    • COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
      • Para medir el peso de un objeto utilizamos un dinamómetro o muelle. Cuando el objeto no tiene aceleración, la fuerza resultante es cero: midiendo la fuerza que ejerce el muelle podemos saber la fuerza que ejerce la Tierra sobre el objeto (peso)
      F T,o =? F m,o =0,5 N F res =0  F T,o =0,5 N
    • COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
      • Cuando lo sumergimos en agua, el objeto desalojará parte del agua de su sitio, subiendo el nivel de agua en el vaso.
      • En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta marcar 20 cm 3 más. Por tanto, el objeto desaloja 20 cm 3 de agua (que será el volumen del objeto)
      • Como la densidad del agua es 1 g/ cm 3 , la masa de agua desalojada es 20 g y su peso: 0,2 N.
      • Según el principio de Arquímedes, el agua empujará al objeto con una fuerza vertical y hacia arriba: F a,o =0,2 N
    • COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
      • El peso del objeto sigue siendo el mismo (0,5 N), sin embargo el dinamómetro indica tan sólo una fuerza de 0,3 N. Como asociamos el peso a lo que indica el dinamómetro, decimos que el peso aparente disminuye.
      F a,o =? F T,o =0,5 N F m,o =0,3 N F res =0  F a,o =0,2 N
      • ¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad?
      • ¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se sumerge?
      Si el principio de Arquímedes es correcto, podemos predecir nuevas situaciones:
    • ¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad?
      • El objeto sigue pesando 0,5N, pero ahora el fluido lo empuja hacia arriba con 0,1N (la mitad de lo que le empujaba cuando se sumergía entero) .
      • *Por tanto, el peso aparente (la fuerza que ejerce el muelle) es ahora 0,4 N
      F a,o =0,1 N F T,o =0,5 N F m,o =0,4 N
    • ¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se sumerge? F T,o =0,2N F m,o =0 N F m,o =0,2N F T,o =0,2N F a,o =0,2N El objeto “parece” que no pesa pues como el objeto es de agua: F T,o =F a,o
    • En general, para todo objeto sumergido en un fluido:
      • El objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (F T,o : vertical y hacia abajo) y el empuje (F f,o : vertical y hacia arriba).
      • El volumen del objeto coincide con el volumen del fluido desalojado. La masa del objeto (o) y la masa del fluido desalojado (f) son distintas debido a la diferente densidad ( ρ ): m o = ρ o ·V m f = ρ f ·V
      F T,o = m o ·g = V· ρ o ·g F f,o = m f ·g = V· ρ f ·g
    • En general, para todo objeto sumergido en un fluido:
      • Si ρ o > ρ f : el objeto se hunde hasta el fondo.
      • Si ρ o = ρ f : el objeto parece que que no pesa y se queda donde lo dejemos.
      • Si ρ o < ρ f : el objeto se va hacia arriba y flota. En este caso, si V es el volumen del objeto, ¿de qué dependerá el volumen V’ sumergido?
      F T,o = m o · g = V · ρ o · g F f,o = m f · g = V · ρ f · g
      • Gracias a Paco Tejero por dejarnos la hora de Filosofía para hacer las fotos, a Rafa por los materiales y a la mano de Ana.