UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

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INFORME Nº 3

CURSO:

FISICA II

DOCENTE:

LIC. LENIN, SUCA HUALLATA

ESTUDIANTE:

CHAMBI MAMANI, JORGE VIZNEY

CODIGO:

105552

GRUPO:

216

Laboratorio de física II Ingeniería civil

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PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

1. OBJETIVOS:

Comprobar experimentalmente el principio de Arquímedes. Determinar

la densidad del liquido (agua y aceite) de manera experimental.

2. APLICACIONES.

Cuando los submarinos llevan aire comprimido en válvulas, esas hacen

que se hunda por que ocupan poco volumen (desplazan poca agua) y su peso es

mayor al de el empuje del agua, en cambio al descomprimir el volumen del aire

este aumenta y su peso es menor siendo ayudado con que el empuje del agua es

mayor al aumentar su volumen.

Y también gracias a este principio funciona la flotación de los barcos ya

que al desplazar agua el empuje del agua es inversa y hace que floten.

En el caso de las embarcaciones y agua de mar, el empuje que experimenta el

casco hacia arriba (fuerza que lo mantiene a flote), es igual al peso del agua

desplazada.

3. MATERIALES NECESARIOS.

Base y soporte

Recipiente, 1000 ml

Cilindro metálico, con

enganche

Regla graduada

Hilo

Sensor de fuerza

Software dataStudio

Gato

Abrazadera, ángulo derecho

Soporte

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4. PROCEDIMIENTOS

4.1.ESQUEMA DEL EXPERIMENTO

El esquema del experimento es como se muestra en la figura (1) y en la

figura (2) se muestra el diagrama de fuerzas que actúan sobre el bloque

sumergido en el liquido (agua o aceite).

N

4.2.DATOS EXPERIMENTALES.

Los datos a considerar en el experimento son los siguientes:

Cilindro:

Valor

Peso del cilindro (N) 0.97

Diámetro(m) 0.0378

Altura(m) 0.073

Radio(m) 0.0189

Área de la base ( ) 1.12

Para poder determinar la densidad del líquido, calcularemos la

tensión en la cuerda y la profundidad a la que es sumergido el cilindro,

estos datos los registraremos en la siguiente tabla:

Nº Tensión (T) Profundidad

(h) Empuje (E)

1 0.83 0.0057 0.14

2 0.72 0.0171 0.25

3 0.57 0.0227 0.40

4 0.46 0.0341 0.51

5 0.18 0.0568 0.79

Esquema de instalación de los

equipos del experimento.

Diagrama de fuerzas del esquema

del experimento.

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Lo que hicimos para hallar la profundidad teniendo en cuenta las

medidas del recipiente q contenía el agua fue lo siguiente:

Datos del recipiente:

También obtuvimos la altura del agua desplazado por el volumen del

cilindro sumergido para los 5 casos.

Caso 1 2 3 4 5

Altura

desplazada 0.001 0.003 0.004 0.006 0.01

Luego haciendo el siguiente operación para todos los casos hallamos la

altura sumergida del cilindro.

Caso 1:

Y así para todos los casos siguientes.

Luego ordenamos todos los resultados en la tabla anterior.

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5. CUESTIONARIO.

DENSIDAD DEL AGUA

1. Realizar una grafica E vs h y realice un análisis de interpretación física de la

grafica.

En la grafica podemos e claramente de que a medida que

aumentamos la profundidad es mayor la fuerza de empuje.

2. Determine la pendiente de la curva de fuerza de empuje frente a la

profundidad mediante el método de los mínimos cuadrados.

Sea:

Ecuación de la recta que más se aproxima a los puntos experimentales.

Luego:

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

pro

fun

did

ad

empuje

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Gráficamente:

De donde la pendiente M es igual a:

3. Calcule la densidad del agua igualando la pendiente con Ag.

Usando la ecuación tenemos:

Además de la grafica:

Luego tenemos:

Despejando:

y = 0.0768x - 0.0048

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

pro

fun

did

ad

empuje

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4. Compare el valor obtenido con el valor comúnmente aceptado de la densidad

del agua. ¿Cuál es el porcentaje de diferencia?

Por regla de tres simple tenemos:

Entonces la diferencia es de: 18.509

5. ¿El aceite vegetal es igual o menos denso que el agua?

Es menos denso porque su densidad es de:

6. Que fuentes de error aparecen en la determinación de la densidad de los

líquidos en el experimento.

errores sistemáticos y errores casuales.

Los errores sistemáticos son aquellos que se repiten en el transcurso de

un experimento. Se pueden distinguir varias fuentes de errores sistemáticos:

Errores de calibración (o errores de cero) de los aparatos de

medidas.

Condiciones experimentales no apropiadas.

Fórmulas o modelos aproximados.

Por definición, una medida es tanto más exacta cuanto menores son los

errores sistemáticos.

Por otro lado, tenemos los errores casuales o aleatorios. Como el

propio nombre indica, no existe una causa predeterminada para este tipo de

errores. Son imposibles de controlar y alteran, tanto en un sentido como en otro

(por exceso o por defecto) el resultado de la medida realizada.

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7. ¿Por qué es tan fácil flotar en el océano? ¿en cuál de estos lugares sentiría un

mayor empuje: una piscina llena de aceite o una piscina llena de almíbar?

Es fácil de flotar por que la densidad del agua del mar es mayor a la

del agua destilada esto por la gran cantidad de sales que están

disueltos en ella esto hace que la fuerza de empuje sea mayor.

En una piscina llena de almíbar ya que su densidad varia entre:

(1.100 -1.400 g/ml) y la del aceite apenas es de 0.920 g/ml.

6. CUNCLUSIONES.

Podemos concluir que los resultados obtenidos son valores aproximados

más no igual que los valores teóricos, esto debido a los pequeños erros en el

laboratorio.

Además si la diferencia fue considerable, en nuestro caso del 18% esto

puede ser porque el agua que utilizamos no es agua destilada ya que el valor

teórico de la densidad del agua está referido al agua destilada.

7. BIBLIOGRAFÍA.

Volkenshtein, problemas de física general, edit. MIR

Frish – Timovera, curso de física general, edit. MIR

E. Wittenbauer, problemas de mecánica general, edit. MIR

Laboratorio de física con ordenador, PASCO scientific, 1998

Robert Reisnick, David hallidayy Kenneth S. Krane, fisica vol. 1, 1993

Serway – Beichner, física para ciencias de ingeniería tomo 1, edit McGraw-

Hhill, 2000.

Marcelo Alonso, Edward J. Finn, física vol I, 1987.