El documento describe el principio de Arquímedes de la flotación. Explica que un cuerpo flota si su densidad es menor que la del líquido que lo rodea debido a la fuerza de empuje que ejerce el líquido sobre el cuerpo. También proporciona ejemplos del uso de este principio en la navegación y para medir la densidad de gemas.
2. Flotación
Objetivo: mi objetivo es dar a conocer la densidad de los cuerpos
Que fue uno de los principios de Arquímedes; por esto demostrar cuanto mayor
volumen de líquido desaloje un cuerpo, mayor es la fuerza de empuje que el
líquido le proporciona y de este modo
Que al sumergir lentamente un cuerpo en agua, el volumen de agua que este se
desplaza lentamente a la vez que aumenta la fuerza de empuje ejercida por el
agua sobre el cuerpo.
Marco teórico
Arquímedes en el siglo III de nuestra era, se da cuenta que al estarce bañando en
su tina y al sumergir sus piernas en el agua, estas aparentemente perdían peso y
podía moverlas con facilidad.
Esta observación le permitió determinar la densidad de los cuerpos y con ello
resolver el problema que le habían planteado, mas tarde con base a dicha
observación se postulo un importante principio físico que en su honor se denomino
EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES.
El principio de Arquímedes dice lo siguiente: “todo cuerpo sumergido en un fluido
recibe un empuje vertical hacia arriba, igual al peso del liquido desalojado”.
Así una vez sumergido el cuerpo en el agua el empuje que ejerce el agua al
cuerpo no aumenta ni disminuye, permanece constante. Sin el peso del liquido
desalojado es inferior al peso del cuerpo estando este totalmente sumergido (y
por tanto imposibilitado para hacer que el empuje sobre el aumente mas),
entonces el cuerpo se precipitara aceleradamente.
Para calcular la densidad de cierto objeto basta entonces con tomar lectura de
volumen en el vaso de precipitados (solamente cuando el objeto este
completamente sumergido).
Recordando que:
Peso = masa X aceleración gravitacional (g)
Peso = masa X g.
Y por tanto:
masa = peso
g
Por otra parte, densidad se define como:
Masa
densidad = volumen
3. Entonces se puede concluir que:
Peso
=
Densidad = volumen x g =
empuje + contrapeso
volumen x g
Conclusión
De esta situación mencionada en el párrafo anterior, se concluye que un cuerpo
flota sobre un liquido, solo si su densidad es menor que la del liquido, pues, como
ya lo hemos mencionado, al estar el cuerpo totalmente sumergido, el volumen del
liquido desalojado es igual al volumen de dicho cuerpo.
Hipótesis
Una manera de comprobar este principio de Arquímedes consiste en colocar en
una cubeta con agua un trozo de madera. Al dejar libre el trozo de madera sobre
el agua este flota.
( a partir de lo cual podemos concluir que tal madera es de menor densidad que el
liquido ), y si se quiere sumergir, se tendrá que ejercer fuerza empujando la
madera hacia el fondo de la cubeta, lo cual quiere decir que la madera esta
recibiendo un empuje vertical hacia arriba que contrarresta la fuerza que estamos
ejerciendo sobre la madera.
Mientras se sumerge del todo el trozo de madera, la fuerza que se debe hacer
para hundirlo es cada vez mayor. Sin embargo, al estar totalmente sumergida la
4. madera, la fuerza que se debe ejercer para llevarlo hasta el fondo del recipiente es
constante, pues en tales condiciones el empuje es constante.
Este principio se utiliza hoy en día en la navegación marítima, aérea e incluso,
para estudiar la legitimidad de las joyas y piedras preciosas. Por ejemplo la
balanza hidrostática para medir la densidad de las gemas.
Un ejemplo de la navegación aérea basada en este principio son los dirigibles. De
igual forma como el empuje ejercido por el agua mantiene a flote los barcos sobre
el mar, el empuje ejercido por el aire mantiene en el aire estas clásicas naves
aéreas, con la diferencia de que los barcos permanecen parcialmente sumergidos
en el agua, mientras que los dirigibles flotan completamente sumergidos en el aire.
Materiales
- aquí se demostró con un trozo de madera y una cubeta, pero se puede
realizar construyendo un barco y los materiales son:
1.
2.
3.
4.
un motor
cartón o cualquier otro material para hacer la forma del barco
una hélice
pila o batería
Procedimiento
1. realice un montaje llenando una cubeta con agua.
2. poner un trozo de madera dentro de la cubeta.
3. tener una imagen concreta de antes y después de que el trozo de madera
flote.
4. después una vez que este en la superficie, sumergirlo hasta el fondo.
Preguntas
1. ¿una vez sumergido un cuerpo al agua este aumenta? ¿Por qué?
Argumenta tu respuesta.
2. ¿Cuándo un cuerpo flota sobre un liquido si su densidad es menor o mayor
que la del liquido? Explica
3. ¿Qué fuerza se ejerce para llevar un trozo de madera hasta el fondo?
4. ¿Cuál es ese medio por el cual se calcula la densidad de un cuerpo?
5. ¿para que un cuerpo flote que se debe tener en cuenta?
