Laboratorio de física experimental IIPrincipio 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. E=mf g=ρ f Vg Donde ρf 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: E= ρf ( Ah ) g 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 62 0.49 0.45 0.17 0.42 0. estos datos los registraremos en la tabla 2.79 0.97 0.57 0.78cm Para poder calcular la densidad del líquido.83N 0. Tabla 2 Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tensión(T) Agua Aceite 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 Aceite 0.51 0.44 70.55 0.96 37.89 0.41 .65 Aceite Valor 1.79 0.48 0.87m 1118.51 0.28 0.48 0.22mm 18.63 0.83 0.0 3.45 0.54 0.13 0.39 0.Laboratorio de física experimental II Tabla 1 Peso de cilindro(N) Diámetro(m) Altura(m) Radio(m) 2 Área de la base( m ¿ Agua Valor 0.34 0.68 0.91 0. calcularemos la tensión en la cuerda y la profundidad a la que es sumergido el cilindro.70 0.58 0. tanto para el agua y el aceite agua Aceite ..CUESTIONARIO 1. Realizar una gráfica de los datos experimentales E vs h y realice un análisis de la interpretación física de la gráfica.Laboratorio de física experimental II VI. 008∗0.023 0.51 0.027∗0.023∗0.57 0.54 (0.040∗0.79 0.031 0.48 0.42 0. tanto para el agua y el aceite.027 0.39 (0.45 0.7 X2 2 ∑ X 22=0.011∗0.019 0.62 0. Agua Evento X .040)2 0.45 7 0.48 (0.029) 2 0.034)2 0.17 (0.037 0.Y 1 0.031)2 0.037)2 0.34 (0.040 0.51 0. Y =0.008 2 0.51 (0.034 0.48 8 0.17 3 0.13 (0.031∗0. Determine la pendiente de la curva de fuerza del empuje frente a profundidad (E vs h) mediante el método de mínimos cuadrados.259 5.Laboratorio de física experimental II 2.019) 2 0.037∗0.41 (0.39 6 0.28 (0.029∗0.54 9 0.55 0.034∗0.09 Para hallar la pendiente K K K i i N ∑ X i Y i −∑ X i ∑ Y i i 1 A= ¿ D K K K i i X 2i ∑ Y i−¿ ∑ X i ∑ X i Y i i K ∑¿ i B= 1 ¿ D Empuje(Y) 0.41 10 ∑ X i=0.011 0.10921 .011)2 0.34 5 0.13) ∑ Y 2=3.027) 2 0.83 Profundidad( X) 0.28 4 0.45 (0.008) (0.007310 ∑ X .68 0.019∗0.029 0.023)2 0. 09∗0.03) 0.08 × 0.3 31 (¿)−( 0.0267 ) ¿ ¿ D=N ¿ K K K i i i K K i i N ∑ X i Y i −∑ X i ∑ Y i= X 2 i K 1 ( 10 × ( 0.08 −0.09 .91 0.Y 0.1 Para el aceite: Evento 1 0.03 (0.97 Profundidad( X) 0. Y = Ax+ B Y =13.7 ) ) =13.Laboratorio de física experimental II Xi K ∑¿ i K ∑ X 2i −¿ i D=N ¿ Xi K K ∑ X 2i −(∑ ¿) i i ¿ −03 7.006)2 (0.2416 1 A= ¿ D ∑ Y i−¿ ∑ X i ∑ X i Y i i K ∑¿ i ¿ B= 1 ¿ D Calculando la pendiente con el promedio general de “X” del agua.009) Empuje(Y) 2 0.006 2 0.09 (0.0312 Y =14.10921 )−( 0.0259+ 0.008∗0.0267 ) ( 3.009 X2 X . 88 ∑ X 22=0.51 (0.21 (0.046 0.89 0.10521 .37 8 0.67 10 ∑ X i=0.17 (0.034∗0.054) 2 0.016) 2 0.020∗0.012∗0.58 0.020 0.038∗0.83 0.12 Para hallar la pendiente K K K i i N ∑ X i Y i −∑ X i ∑ Y i i 1 A= ¿ D 2 K K K i i X i ∑ Y i−¿ ∑ X i ∑ X i Y i i K ∑¿ i B= Xi K ∑¿ i K ∑ X 2i −¿ i D=N ¿ 1 ¿ D ∑ Y 2=2.37 (0. Y =0.33 0.046∗0.42 (0.17 5 0.30 (0.026 0.012)2 0.49 0.79 0.30 7 0.51 0.67 (0.009225 ∑ X .054∗0.020) 2 0.038 0.Laboratorio de física experimental II 3 0.016∗0.038)2 0.11 4 0.261 7.70 0.026∗0.016 0.034)2 0.054 0.046)2 0.11 (0.026)2 0.21 6 0.63 0.012 0.034 0.42 9 0. 08 × 0.3 31 (¿)−( 0.2416 1 A= ¿ D ∑ Y i−¿ ∑ X i ∑ X i Y i i K ∑¿ i ¿ B= 1 ¿ D Calculando la pendiente con el promedio general de “X” del aceite.0267 ) ¿ ¿ D=N ¿ K K K i i i K K i i N ∑ X i Y i −∑ X i ∑ Y i= X 2 i K 1 ( 10 × ( 0. Calcule la densidad del agua y del aceite igualando la pendiente con ρf Ag y despejando por ρf Para el caso del agua: Valor teórico: 1000 kg/ m 3 Valor experimental: 1193 kg/ m Para el caso del aceite Valor teórico: 920kg/ m 3 3 . .0312 Y =13. para cada caso.7 ) ) =12.45057 −0.10921 )−( 0.Laboratorio de física experimental II Xi K K ∑ X 2i −(∑ ¿) i i ¿ −03 7.0267 ) ( 3.05 3.0259+ 0. Y = Ax+ B Y =13. 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: 1000 kg/m3 el valor teórico: el valor experimental: Diferencia: 1193.Laboratorio de física experimental II 3 Valor experimental: 1 1135.21 E¿ | | 1000−1193.21 ¿ Vt−Vr∨ ¿ = =0.21−1000|=193. relativo y porcentual de los valores obtenidos del agua y del aceite.74 5.321 vt 1000 Erel =¿ Para el caso del aceite: .74|=215.19321 vt 1000 Erel =¿ | | 1000−1193. Para el caso del agua: |¿|=|Vt−Vr |=|1000−1193.21|=193.74 kg/m 3 |920−1135.74 kg/ m 4.21 kg /m 3 |1193. Determine el error absoluto.21 ¿ Vt−Vr∨ ¿ × 100= × 100=19.21 Para el caso del aceite 920 kg /m3 El valor teórico: El valor experimental: Diferencia: 1135. 2345 vt 920 Erel =¿ | | 920−1135. si el experimento se hubiera realizado en la luna Para el caso del agua: Gravedad en la luna g=1.001151(1.741 ¿ Vt−Vr∨ ¿ = =0.45 vt 920 Erel =¿ 6.622) δ H 2 O=7552.1 0.74|=215. Con los datos tomados para el agua y el aceite.74 ¿ Vt−Vr∨ ¿ × 100= ×100=23.Laboratorio de física experimental II |¿|=|Vt−Vr|=|920−1135.5383 Para el caso del aceite δoil=δ ∆=g δoil= y ∆g .74 E¿ | | 920−1135. Determine la densidad de ambos líquidos.622 δ H 2 O=δ ∆=g δ H 2 O= y ∆g δ H 2 O= 14. . En este laboratorio pudimos afianzar satisfactoriamente los conceptos de peso. si necesidad de fundirlos para transformarlos en figuras regulares. en el caso contrario. 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.youtube. el objeto no sostenido se acelerará hacia arriba y flotará.google.Laboratorio de física experimental II δoil= 13.115 VII. como todo experimento implica un margen de error es imposible lograr los resultados de un sistema teórico e ideal. 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.shtml http://es. peso aparente. CONCLUSIONES Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido cuya densidad es menor.com.es/ensenanzas-tecnicas/fisica-i/practicas1/practica4.monografias. VIII.05 0. Gracias al principio de Arquímedes es posible calcular el volumen de los cuerpos irregulares.slideshare.001151(1.pe/#q=gravedad+en+la+luna http://ocw. densidad de una sustancia.Webgrafia http://www. volumen desplazado.net/guest469cf2/1er-informe-de-laboratorio https://www.com/trabajos35/principio-arquimedes/principioarquimedes.622) δoil=6990.com/watch?v=aUW6dPPyqCQ . sin embargo. éste se acelerará hacia abajo y se hundirá.unican. fuerza de empuje. es decir si la densidad del cuerpo sumergido es mayor que la del fluido.pdf https://www. Laboratorio de física experimental II .