Fisica 2 - Laboratorio 4

8/16/2019 Fisica 2 - Laboratorio 4

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ÍNDICE

RESUMEN 3

1. OBJETIVOS 4

2. MATERIALES 4

3. MARCO TEORICO 5

4. PROCEDIMIENTO 8

5. CALCULOS 10

6. CUESTIONARIO 11

7. OBSERVACIONES 17

8. CONCLUSIONES 179. REFERENCIAS 17


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23/05/2016LABORATORIO DE FISICA ll

HIDRÒSTATICA

RESUMEN

En esta práctica en el laboratorio de física B, realizamos el experimento de la

fuerza de flotación de un cuerpo y del buzo de descartes, comprobando así el

principio de Arquímedes, el EMPUE ! Mediante los datos obtenidos,

comprobamos que tanto se "unde un cuerpo de acuerdo a su densidad!


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HIDRÒSTATICA

HIDRÓSTATICA

1. OBJETIVOS

• Encontrar el #alor de la fuerza de empu$e e$ercida por un líquido!

• %eterminaciones de densidades de sólidos y líquidos!

2. MATERIALES

• Un &'() *íquido+ licerina o Alco"ol!

• Un &'() trozo de "ilo &-' cm)!

• Una &'() Probeta

• Un e$e de torsión!

• Una &'() cantidad de a.ua &indicada por el profesor)!

• Una &'() Balanza!

• Una &'() /inc"a!

• 0res &'1) 2olidos cilíndricos &3uerpos problema)!!

1 Balanza de tres arras 1 Vern!er Anal"#!$%&d!#!tal

1 'r%eta #rad(ada


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) $!l!ndr%s *et+l!$%s

). ,UNDAMENTO TEÓRICO-

'RINCI'IOS DE ARU/MEDES-

0odo cuerpo, total o parcialmente sumer.ido en un líquido sufre por

parte de este, un empu$e de aba$o "acia arriba y es i.ual al peso dellíquido desalo$ado! Un cuerpo sumer.ido está sometido a - fuerzas, su

peso y el empu$e del líquido!


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0odo cuerpo en el aire tiene peso 4! En cambio, cuando el mismo

cuerpo se encuentra sumer.ido en un líquido, tal como se muestra enla 5i.ura 67 (, el dinamómetro o balanza, indicara un peso aparente

48 menor que el anterior, "abiendo experimentado por tanto una

disminución en su peso! Esta disminución se debe al empu$e &E) que

e$erce el líquido sobre el cuerpo!

E 0W 0


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,I3URA N4 1+ &a) Medida del peso de un cuerpo en el aire! &b) Medida del peso de los

cuerpos 2umer.ido en un líquido!

En #irtud del principio de Arquímedes que establece+ *a ma.nitud de la

fuerza de empu$e sobre todo cuerpo, total o parcialmente sumer.ido,es i.ual al peso del fluido desalo$ado, entonces, se tiene que+

9emplazando esta :ltima expresión en &;) y considerando que el

#olumen del líquido desalo$ado es i.ual al #olumen del cuerpo

sumer.ido se obtendrá la densidad del cuerpo en función del empu$e,

ecuación &


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3on la expresión &=) se puede calcular la densidad de cuerpos sólidos

cuya densidad sea mayor que la del líquido utilizado!

5>U9A 67 -+ 5a6 Un ob$eto totalmente sumer.ido que es menos denso que el fluido en el

que está inmerso experimentara una fuerza neta "acia arriba! 56 Un ob$eto sumer.ido

totalmente que es más denso que el fluido se "unde!

'RINCI'IO DE 'ASCAL O LE7 DE 'ASCAL

Es una ley que se resume en la frase+ la presión e$ercida en cualquier

parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente

de paredes indeformables, se transmite con i.ual intensidad en todas

las direcciones y en todos los puntos del fluido!

8. 'ROCEDIMIENTO-

A'LICANDO EL CONCE'TO DE DENSIDAD-


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D =!( .CUER'O N92m D (

1! Mida el peso de los cuerpos problema en el aire, anótelos en la 0abla 6? 1

;! *ue.o mida el peso cuando estF totalmente sumer.ido en a.ua! 3uantifiqueel empu$e y la densidad usando la ecuación &) y &


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CUER'O N9 EM'UJES 5N6 DENSIDADES 5#& 6

1 '!( 6 =!=@ .

2 '!(@ 6

0AB*A 6? ;+ 3alculo del Empu$e

Oser:a$!"n- 0en.a muc"o cuidado con derramar a.ua!

EM'UJES 5N6

CUER'O N91E D 4 I 4HE D (!11 6 I (!(= 6E D '!( 6

CUER'O N92E D 4 I 4HE D (!- 6 I (!1@ 6E D '!(@ 6

CUER'O N9)E D 4 I 4HE D '!;1 6 G '!- 6E D '!(@ 6

DENSIDADES 5#&$*)6

CUER'O N91

D & )

D & ) (!.

D =!=@ .

CUER'O N92

D & )

D & ) (!.

D

D & )

D & ) (!.

D -!@= .


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;. C

) -!1 . -!@= . (!=1 J

ERROR RELATIVO 'ORCENTUAL Erel 5>6

&J) D %! 9eferencial G %! Experimental ! ('' J

%! 9eferencial

CUER'O N91

&J) D ! ('' J

&J) D I (!- J

CUER'O N92

&J) D ! ('' J

&J) D I -!


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&J) D ! ('' J

&J) D (!=1 J


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?. CUESTIONARIO-

1. Un $(er@% s(*er#!d% t%tal*ente en (n l(!d% re$!e (n e*@(e:ert!$al*ente a$!a arr!a. C"*% aras @ara F(e el *!s*% $(er@%G en el *!s*% l(!d% :are s( e*@(e

3omo sabemos la ecuación de la fuerza de empu$e que experimenta uncuerpo cunado está sumer.ido &parcial o totalmente) es+

E D p! .! Cs, donde+E+ empu$e &por ser una fuerza esta en 6)

p+ densidad fluido.+ .ra#edad &

Cs+ #olumen sumer.ido del cuerpo!

3omo #emos, si el cuerpo si.ue en el mismo fluido la :nica manera de#ariar el empu$e es cambiado el #olumen sumer.ido, es decir tratando de"undirlo más o sacándolo parcialmente!

2. ( @r%$ed!*!ent% se#(!ras @ara deter*!nar la dens!dad de (ns"l!d% F(e l%ta en a#(a 5*adera @%r ee*@l%6 e*@leand% el@r!n$!@!% de ArF(*edes

2e midió el peso de un trozo de madera mediante un sensor de fuerzaque determinaba la tensión producida en la cuerda por dic"o peso! Actose.uido, se tomó el peso del mismo ob$eto, esta #ez sumer.ido en a.ua!Ka que la madera flota en el a.ua, se procedió a su$etarla a una plomadade cobre, de manera que Fsta fuese sumer.ida $unto con ella al a.ua! Por :ltimo se pesó :nicamente la plomada de cobre!


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). En n(estr% @laneta eK!ste (n *ar den%*!nad% el Mar M(ert%.

A:er!#e @%rF(e se $%n%$e $%n ese n%*re G F(e !*@l!$an$!as t!eneen la l%ta$!"n de l%s $(er@%s.

El Mar Muerto es un la.o endorreico que se caracteriza por ser muysalado y que se encuentra ubicado a unos ;(@, metros por deba$o delni#el del mar entre >srael, 3is$ordania y ordania! Por tal moti#o esconsiderado como el lu.ar más ba$o de la 0ierra, ya que ocupa la partemás profunda en donde "ay una depresión tectónica que está atra#esadapor el río ordán y que tambiFn incluye al conocido *a.o de 0iberíades!

El Mar Muerto, se llama de esta manera porque posee entre 1' a 1'.ramos de sal por litro, por lo que nin.:n ser #i#o "abita en Fl, conexcepción de al.unos microbios! Posee una ele#ada salinidad, moti#o por el cual nin.:n ser "umano puede "undirse en sus a.uas, ya que lo.raflotar sin nin.:n esfuerzo, y esta es una característica que le "a "ec"omundialmente popular!

8. El @l%*% t!ene (na dens!dad *aG%r F(e el !err% G a*%s s%n *+s

dens%s F(e el a#(a. La (erza de l%ta$!"n s%re (n %et% de@l%*% es *aG%r F(e *en%r F(e % !#(al a la (erza de l%ta$!"n s%re(n %et% de !err% del *!s*% :%l(*en

Es >.ual! *a fuerza de flotación solo depende del #olumen desplazado delíquido, en este caso a.ua, y de la densidad de la misma!

;. Un $!l!ndr% de (ran!% s"l!d% @esa .)8 # en el a!re .8 # en ela#(a G 2.;8 # en %tr% lF(!d%. a6 C(+l es :%l(*en del $!l!ndr% 6C(+l es la dens!dad del $!l!ndr% de (ran!% $6 C(+l es la dens!daddel lF(!d% des$%n%$!d% d6 Ident!!F(e d!$% l!F(!d%

a) El cilindro de Uranio al ser sumer.ido en el a.ua reduce su peso &eneste caso su medición de masa) debido al empu$e "idrostático, es decir ladiferencia de su peso fuera y dentro del líquido es ese empu$e que no esotra cosa que el peso del líquido desplazado!Empu$eD


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densidad del a.ua podemos encontrar el #olumen desplazado que es

i.ual al #olumen del cilindro!%ensidadD m#

(''' O. D '! O.# por lo tanto

# D '! O. (''' O.

#D '!'''

b) A"ora como ya sabemos el #olumen desplazado &'!''' ), solo

necesitamos encontrar el peso de este #olumen desplazado pero en elotro líquido!Empu$eD

%ensidadD m# D @!= O.'!''' D (1@'' O.

c) Buscando en las tablas de densidades encontramos que el mercurio

tiene una densidad de (1 @'' O.

?. Un ar$% :!aara *+s alt% en el a#(a de (n la#% t!erra adentr% % en el

O$an% @%r F(.

El barco flotará más alto en el a.ua del ocFano porque Fsta es muc"omás densa debido a su alto contenido de sal! El a.ua de un la.o nocontiene tanta sal, por lo que su densidad es menor!

P. Un @ez des$ansa en el %nd% de (na $(eta $%n a#(a *!entras seest+ @esand%. C(+nd% e*@!eza a nadar dentr% de la $(eta $a*!ael @es%

Para la mecánica clásica &6e/ton) el peso es una constante, es unama.nitud escalar que no #aría con el mo#imiento y es constante encualquier parte del uni#erso!

. 'ara *ed!r la dens!dad de lF(!d%s en %r*a d!re$ta. EK!stend!s@%s!t!:%s den%*!nad%s DENS/METROS. S! (n *!s*% dens*etr%se !ntr%d($e en d%s lF(!d%s d!erentes tal $%*% se *(estra en la!#(ra s!#(!ente d!#a $(+l de l%s lF(!d%s es *+s dens%.,(nda*ente s( res@(esta.


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5>U9A 67 1+ Medición con el densímetro

Un ob$eto parcialmente sumer.ido o totalmente sumer.ido es empu$ado por lafuerza de flotación la densidad interact:a de forma que la masa del ob$eto esreemplazado por su densidad y el #olumen "aciendo una comparación con ladensidad del fluido que lo contiene!

2i la densidad del ob$eto es menor que la densidad del líquido Fste lo empu$ará"acia arriba, dando por entendido que la densidad es la que determina cuanprofundo puede sumer.irse un ob$eto en un líquido!

Por lo tanto el líquido B es más denso que el líquido A!


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P. OBSERVACIONES-

Basados en el principio de Arquímedes, se intentó conse.uir información

suficiente de las medidas de fuerzas actuando sobre un ob$eto! Estainformación puede ser :til para ob$etos cuya densidad no supera a la dellíquido en donde Fste está inmerso!

. CONCLUSIONES-

Basados en el Principio de Arquímedes, #emos que se puede calcular la

densidad de un ob$eto, entre otras ma.nitudes, sólo utilizando sus fuerzas!

Esta clase de experimentos presentan mayor #eracidad si son lle#ados acabo para ob$etos de densidad mayor que la del fluido donde seránsumer.idos, de lo contrario no se .arantiza una efecti#idad quecaracterice a un buen experimento!

2e demostró que dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio y que

si un cuerpo entra en un fluido el #olumen desplazado es i.ual al #olumenque entra sin importar la forma ni la masa!

. RE,ERENCIAS -

2ears, 5! QemansOy, M! &(

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