INTRODUCCIN:

Es importante conocer los principios bsicos sobre el curso de Mecnica de Fluidos. Empezando preguntndonos por qu algunos objetos flotan en el agua y otros se hunden? Parte de los conocimientos bsicos que debemos dominar es el principio de Arqumedes; otro gran legado de los griegos.

Como sabemos, el principio de Arqumedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qu flota un barco muy cargado; su peso total es exactamente igual al peso del agua que desplaza, y esa agua desplazada ejerce la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote.

Adems el principio de Arqumedes permite determinar tambin la densidad de un objeto cuya forma es tan irregular que su volumen no puede medirse directamente. Si el objeto se pesa primero en aire y luego en agua, la diferencia de peso ser igual al peso del volumen de agua desplazado, y este volumen es igual al volumen del objeto, si ste est totalmente sumergido. As puede determinarse fcilmente la densidad del objeto (masa dividida por volumen). Si se requiere una precisin muy elevada, tambin hay que tener en cuenta el peso del aire desplazado para obtener el volumen y la densidad correctos.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

El principio de Arqumedes nos indica que todo cuerpo sumergido dentro de un fluido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje, equivalente al peso del fluido desalojado por el cuerpo.

Este principio lo aplicamos cuando nadamos, cuando tiramos un objeto al agua; el objeto se hunde si su peso es mayor que el peso del fluido desalojado (desplazado). El objeto flota cuando su peso es menor o igual al peso del fluido desplazado.

Al sumergir un objeto dentro de un lquido, el volumen del cuerpo sumergido es igual al volumen de fluido desplazado. Por lo tanto, la fuerza de empuje V g, tiene una magnitud igual al peso del lquido desplazado por el objeto sumergido.

El empuje que reciben los cuerpos al ser introducidos en un lquido, fue estudiado por el griego Arqumedes, y su principio se expresa como:

Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (lquido o gas) recibe un empuje ascendente, igual al peso del fluido desalojado por el objeto.

El que un objeto flote o se hunda en un lquido depende de cmo es la fuerza de flotacin comparada con el peso del objeto. El peso a su vez depende de la densidad del objeto.

De acuerdo a la magnitud de estas dos fuerzas se tienen los siguientes casos:1. Si el peso del objeto sumergido es mayor que la fuerza de empuje, el objeto se hundir.2. Si el peso del cuerpo es igual a la fuerza de empuje que recibe, el objeto permanecer flotando en equilibrio (una parte dentro del lquido y otra parte fuera de l).3. Si el peso del objeto sumergido es menor que la fuerza de empuje que recibe, el objeto flotara en la superficie del lquido.4. El principio de Arqumedes se aplica a objetos de cualquier densidad. En caso de conocer la densidad del objeto, su comportamiento al estar sumergido dentro de un fluido puede ser:1) Si el objeto es ms denso que el fluido en el cual est sumergido, el objeto se hundir.2) Si la densidad del objeto es igual a la del fluido en el cual est sumergido, el objeto no se hundir ni flotara.3) Si el objeto es menos denso que el fluido en el cual est sumergido, el objeto flotara en la superficie del fluido.Debido al efecto del empuje, los cuerpos sumergidos en un fluido tienen un peso aparentemente menor a su verdadero peso, y le llamamos peso aparente. El valor de la fuerza de empuje se determina mediante la diferencia del peso real y la del peso aparente, es decir:Empuje = peso real peso aparenteComo todo cuerpo que sea sumergido en un lquido se ajustara a una profundidad a la cual su peso sea igual al del agua desplazada, el peso del cuerpo est dado por la expresin:Fcpo = Pcpo = cpo Vcpo g

CLCULOS REALIZADOS:

Para el trozo de madera se utiliz la siguiente informacin:Masa: 161.3 gramosVolumen: 98.968 cm3

Para calcular el volumen anterior se midi las dimensiones del trozo, quedando de esta manera:

Base mayor: 7.4 cmBase menor: 6.5 cmAltura: 8.9 cmProfundidad: 1.6 cm

Volumen de agua inicial: 400 mLVolumen con madera: 470 mL

Primero se utilizara con el volumen del objeto medido:

Utilizando lo del Volumen desplazado; se despeja la relacin del principio de Arqumedes quedando as:

Para la Roca: Masa: 161.3 gVolumen de agua: 400 mLVolumen despus: 470 mLDonde segn el principio de Arqumedes el volumen de la roca es igual al volumen del agua desplazada; por lo que la densidad quedara de la siguiente manera:

Para el Concreto: Masa: 254.3 gramosVolumen de agua: 1000 mLVolumen despus: 1125 mL

PREGUNTAS:

Por qu la densidad de la madera varia cuando se midi con respecto a la de la probeta? Puede variar debido a que con la densidad basada en las mediciones pueden no ser exactas debido al instrumento utilizado y al error humano; por lo que el volumen no es exacto.Con la densidad basada en el principio de Arqumedes se le acerca a la densidad media de la madera (segn lo investigado) que es de 0.9 g/mL; debido a que se hace una medicin ms exacta del volumen que fue desplazado. Aunque en nuestro caso la medicin del volumen no fue tan exacto debido a la graduacin de la probeta.

Mencione ejemplos de cmo aplicar el Principio de Arqumedes en fenmenos de la vida cotidiana. a la de la probeta'ndo se midia piedra es igual al volumen del agua desplazada.. Al servir nuestra bebida, y queremos agregarle hielo, podremos saber cundo llenar para que al agregar hielo no se desborde.En los globos, que son desplazados por la fuerza de empuje del aire, esto hace que se eleven.Cuando queremos nadar, la fuerza de empuje del agua, cuando flotamos, nos mantiene sobre la superficie del agua, parcialmente sumergidos.Los barcos se mantienen a flote gracias a que estn diseados especialmente para que el agua los mantenga sobre la superficie.

Defina que es empuje y ejemplifique

Cuando un cuerpo se apoya o se sumerge en un lquido (o en un fluido) recibe de ste una fuerza vertical de abajo hacia arriba llamada empuje (E). El empuje puede ser mayor, menor o igual al peso del cuerpo; no depende del peso del cuerpo, no tiene nada que ver con el peso del cuerpo, no son parientes, no se conocen entre s, no son amigos siquiera. De qu depende el empuje? El empuje es igual al peso del lquido desplazado por el cuerpo,El ejemplo ms claro de ver es en una embarcacin sobre el agua, ste recibe una fuerza vertical hacia arriba de parte del agua que hace que se mantenga a flote.

DISCUSION DE RESULTADOS

Segn los datos obtenidos, y conociendo el principio de Arqumedes, comprobamos que las densidades estn relativamente cerca de los valores investigados. El de la madera que la densidad media es de 0.9 g/mL, y experimental mente se obtuvo que fue de 0.71 g/mL y 0.8 g/mL. Est muy cercado del valor medio, recordemos que cada madera es diferente, por lo que su densidad variara una con respecto a otra especie. Con la roca, la densidad experimental fue de 2.3 g/mL. Segn el tipo de roca la densidad vara desde 950 g/mL hasta 2.7 g/mL; sin saber qu tipo de roca es la que se utiliz para la prctica, solo se puede quedar con el anlisis que el valor de la densidad obtenida se encuentre entre el rango lgico.

Para el concreto, la densidad media del concreto simple es 2.35 g/mL, y el valor experimental fue de 2.03 g/mL. Por lo que se encuentra muy cerca del valor investigado.

Es importante que recordar que los valores experimentales siempre se vern afectados por los errores de medicin, calculo y humanos, por lo que los valores variaran con los de la realidad.

CONCLUSIN:

Podemos concluir que el principio de Arqumedes se aplica para todo cuerpo sumergido o flote sobre un fluido (gas o lquido). Ahora bien, en lo experimental, se pudo notar que un cuerpo que tenga menos densidad a la del fluido en la que se sumerge, este flotara, por lo que experimentara una fuerza de empuje hacia arriba; caso contrario si el objeto que se sumergi es ms denso que el lquido en el que se sumerge, ste se hundir.

BIBLIOGRAFA:

http://biblio3.url.edu.gt/Libros/provinciales/arquimides.pdf http://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa4/n3/m4.html http://es.slideshare.net/maebelinter/arquimedes-13112698 http://www.portalplanetasedna.com.ar/densidad.htm http://www.monografias.com/trabajos35/principio-arquimedes/principio-arquimedes.shtml http://www.aconstructoras.com/product_info.php?products_id=1630