Principio de Arqumedes lvaro Guil Laynez 2B Enunciado

Principio de Arquímedes Álvaro Guil Laynez 2ºB

Enunciado N "Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja *Fluido que desaloja: parte del fluido que el objeto “quita de su sitio” para ocupar ese espacio

COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL N Para medir el peso de un objeto utilizamos un dinamómetro o muelle. Cuando el objeto no tiene aceleración, la fuerza resultante es cero: midiendo la fuerza que ejerce el muelle podemos saber la fuerza que ejerce la Tierra sobre el objeto (peso) Fm, o=0, 5 N FT, o=? Fres=0 FT, o=0, 5 N

COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL N Cuando lo sumergimos en agua, el objeto desalojará parte del agua de su sitio, subiendo el nivel de agua en el vaso. N En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta marcar 20 cm 3 más. Por tanto, el objeto desaloja 20 cm 3 de agua (que será el volumen del objeto) N Como la densidad del agua es 1 g/ cm 3, la masa de agua desalojada es 20 g y su peso: 0, 2 N. N Según el principio de Arquímedes, el agua empujará al objeto con una fuerza vertical y hacia arriba: Fa, o=0, 2 N

COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL N El peso del objeto sigue Fa, o=? Fm, o=0, 3 N FT, o=0, 5 N Fres=0 Fa, o=0, 2 N siendo el mismo (0, 5 N), sin embargo el dinamómetro indica tan sólo una fuerza de 0, 3 N. Como asociamos el peso a lo que indica el dinamómetro, decimos que el peso aparente disminuye.

Si el principio de Arquímedes es correcto, podemos predecir nuevas situaciones: N ¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad? N ¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se sumerge?

¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad? N Fa, o=0, 1 N Fm, o=0, 4 N FT, o=0, 5 N El objeto sigue pesando 0, 5 N, pero ahora el fluido lo empuja hacia arriba con 0, 1 N (la mitad de lo que le empujaba cuando se sumergía entero). *Por tanto, el peso aparente (la fuerza que ejerce el muelle) es ahora 0, 4 N

¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se sumerge? Fm, o=0, 2 N Fm, o=0 N Fa, o=0, 2 N FT, o=0, 2 N El objeto “parece” que no pesa pues como el objeto es de agua: FT, o=Fa, o

En general, para todo objeto sumergido en un fluido: N El objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (FT, o: vertical y hacia abajo) y el empuje (Ff, o: vertical y hacia arriba). N El volumen del objeto coincide con el volumen del fluido desalojado. La masa del objeto (o) y la masa del fluido desalojado (f) son distintas debido a la diferente densidad (ρ): mo=ρo·V mf=ρf·V Ff, o = mf·g = V·ρf·g FT, o = mo·g = V·ρo·g

En general, para todo objeto sumergido en un fluido: Ff, o = mf · g = V · ρf · g FT, o = mo · g = V · ρo · g N Si ρo>ρf : el objeto se hunde hasta el fondo. N Si ρo=ρf : el objeto parece que no pesa y se queda donde lo dejemos. N Si ρo<ρf : el objeto se va hacia arriba y flota. En este caso, si V es el volumen del objeto, ¿de qué dependerá el volumen V’ sumergido?

NGracias a Paco Tejero por dejarnos la hora de Filosofía para hacer las fotos, a Rafa por los materiales y a la mano de Ana.