Laboratorio de física experimental II
Principio de Arquímedes Lenin Suca Alexander David Flores Iberos 140749 224
PUNO – PERÚ 2015
Laboratorio de física experimental II Principio de Arquímedes Objetivos: Comprobar experimentalmente el principio de Arquímedes. Determinar la densidad del líquido (agua y aceite) de manera experimental. II.- MARCO TEORICO El principio de Arquímedes establece que el empuje que experimenta un objeto completa o parcialmente sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el objeto.
Donde es la densidad del fluido, V es el volumen sumergido del objeto y g es la aceleración de la gravedad. El volumen sumergido es igual al área de la sección, A, multiplicación por la altura sumergida h. El empuje boyante puede describirse como:
Si el objeto se va sumergiendo con el fluido mientras se está metiendo el empuje, la pendiente de Efrente a hes proporcional a la densidad del fluido. III.- MATERIALES NECESARIOS
Base y soporte Recipiente, 1000 mL Regla graduada Hilo Sensor de fuerza Software DataStudio Abrazadera Pedazos de vidrio de diferentes grosores
VI.- PROCEDIMIENTO 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 líquido (agua o aceite): V.- Datos experimentales Los datos a considerar en el experimento son los siguientes
Laboratorio de física experimental II Tabla 1
Peso de cilindro(N) Diámetro(m) Altura(m) Radio(m) Área de la base(
Agua Valor 0.96 37.44 70.22mm 18.87m 1118.65
Aceite Valor 1.0 3.78cm
Para poder calcular 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 tabla 2. Tabla 2 Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tensión(T) Agua Aceite 0.83N 0.97 0.79 0.91 0.68 0.89 0.62 0.83 0.57 0.79 0.51 0.70 0.48 0.63 0.42 0.58 0.45 0.49 0.55 0.37
Profundidad(h) Agua Aceite 8 6 11 9 19 12 23 16 27 20 31 26 34 34 40 38 37 46 29 54
Empuje(E) Agua 0.13 0.17 0.28 0.34 0.39 0.45 0.48 0.54 0.51 0.41
Aceite
Laboratorio de física experimental II VI.- CUESTIONARIO 1. Realizar una gráfica de los datos experimentales E vs h y realice un análisis de la interpretación física de la gráfica, tanto para el agua y el aceite agua
Aceite
Laboratorio de física experimental II 2. Determine la pendiente de la curva de fuerza del empuje frente a profundidad (E vs h) mediante el método de mínimos cuadrados, tanto para el agua y el aceite. Agua Evento
10
∑ ∑ ∑
Profundidad(X) 0.83 0.79 0.68 0.62 0.57 0.51 0.48 0.42 0.45 0.55 5.09
Empuje(Y)
0.008
0.13
0.011
0.17
0.019
0.28
0.023
0.34
0.027
0.39
0.031
0.45
0.034
0.48
0.040
0.54
0.037
0.51
0.029
0.41
∑
Para hallar la pendiente
∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑
∑ ∑ ∑ ()
∑ ∑ ∑ ( ) ∑
Laboratorio de física experimental II
Calculando la pendiente con el promedio general de “X” del agua.
Para el aceite: Evento
10
∑ ∑ ∑
Profundidad(X) 0.97 0.91 0.89 0.83 0.79 0.70 0.63 0.58 0.49 0.33 7.12
Empuje(Y)
0.006
0.03
0.009
0.09
0.012
0.11
0.016
0.17
0.020
0.21
0.026
0.30
0.034
0.37
0.038
0.42
0.046
0.51
0.054
0.67
∑
Para hallar la pendiente
∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑
Laboratorio de física experimental II
∑ ∑ ∑ ()
∑ ∑ ∑ ( ) ∑ Calculando la pendiente con el promedio general de “X” del aceite.
3. Calcule la densidad del agua y del aceite igualando la pendiente con despejando por , para cada caso.
y
Para el caso del agua:
Valor teórico: 1000 kg/
Valor experimental: 1193 kg/ Para el caso del aceite
Valor teórico: 920kg/
Valor experimental: 1
kg/
4. Compare los valores obtenidos con los valores teóricos reales comúnmente aceptados de la densidad del agua y del aceite ¿Cuál es el porcentaje de diferencia? Para el caso del agua:
|| ||
el valor teórico: el valor experimental: Diferencia:
Para el caso del aceite
El valor teórico: El valor experimental: Diferencia:
Laboratorio de física experimental II 5. Determine el error absoluto, relativo y porcentual de los valores obtenidos del agua y del aceite. Para el caso del agua:
|||| || || Para el caso del aceite:
|||| || || 6. Con los datos tomados para el agua y el aceite. Determine la densidad de ambos líquidos, si el experimento se hubiera realizado en la luna Para el caso del agua: Gravedad en la luna g=1.622
Laboratorio de física experimental II Para el caso del aceite
VII. CONCLUSIONES
Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido cuya densidad es menor, el objeto no sostenido se acelerará hacia arriba y flotará; en el caso contrario, es decir si la densidad del cuerpo sumergido es mayor que la del fluido, éste se acelerará hacia abajo y se hundirá. Concluimos que es cierto que todos los cuerpos al estar sumergidos en un fluido experimentan una fuerza de empuje hacia arriba, por el principio de Arquímedes analizado en el laboratorio, pues los fluidos ejercen resistencia al sólido sumergido en ellos para equilibrar el sistema En toda práctica experimental es necesario repetir el procedimiento varias veces para lograr una mayor precisión y exactitud, sin embargo, como todo experimento implica un margen de error es imposible lograr los resultados de un sistema teórico e ideal. Gracias al principio de Arquímedes es posible calcular el volumen de los cuerpos irregulares, si necesidad de fundirlos para transformarlos en figuras regulares. En este laboratorio pudimos afianzar satisfactoriamente los conceptos de peso, peso aparente, fuerza de empuje, volumen desplazado, densidad de una sustancia. VIII.- Webgrafia http://www.monografias.com/trabajos35/principio-arquimedes/principioarquimedes.shtml http://es.slideshare.net/guest469cf2/1er-informe-de-laboratorio https://www.google.com.pe/#q=gravedad+en+la+luna http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/fisica-i/practicas-1/practica4.pdf https://www.youtube.com/watch?v=aUW6dPPyqCQ
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