FÍSICA II FORMATO DE INFORME DE LABORATORIO

FÍSICA II

(MA-462)

FORMATO DE INFORME DE LABORATORIO

Sobre la calificación del Informe

El informe tiene cinco rubros generales:        

Presentación: Sobre la presentación del informe (formato establecido)         (2,0 puntos)

Marco Teórico: Objetivos y fundamento teórico (y bibliografía)        (1,5 puntos)

Procedimiento experimental: Materiales y procedimiento experimental         (1,5 puntos)

Análisis de resultados: Datos experimentales y análisis de datos        (5,0 puntos)

Conclusiones: Conclusiones y sugerencias        (3,0 puntos)

DATOS GENERALES DE LOS PARTICIPANTES Y PARTICIPACIÓN

Responsable del equipo de laboratorio: Maria Fernanda Valdez Tapia

Integrantes del equipo:

Integrante Nº1: Maria Fernanda Valdez Tapia

Integrante Nº2: Rodolfo Estéfano Domenico Sovero Monroe

Integrante Nº3: André Albengrin Müller

Integrante Nº4: Alexandra Rojas Camacho

Integrante Nº5: Julio Chunga Flores

Título del laboratorio:

Laboratorio1: Principio de Arquímedes

1. MARCO TEÓRICO

1. Objetivos generales

∙ Analizar las fuerzas que actúan sobre un cilindro parcialmente sumergido en un líquido aplicando el principio de Arquímedes.

∙ Calcular la densidad de un líquido.

1. Fundamento teórico  

En el laboratorio 1 de Física II, se evaluarán las características del principio de Arquímedes.

El principio fue descubierto por el científico griego Arquímedes, en cual se especifica que, estando un cuerpo sumergido en un fluido, se mantiene a flote por una fuerza igual al peso del fluido. Este principio, también conocido como la ley de hidrostática, se aplica a los cuerpos, tanto en flotación, como sumergidos; y a todos los fluidos. El principio de Arquímedes también hace posible la determinación de la densidad de un objeto de forma irregular, de manera que su volumen no se mide directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el en agua. Entonces, la diferencia de estos pesos igualará el peso del volumen del agua cambiado de sitio, que es igual al volumen del objeto. Así la densidad del objeto puede determinarse prontamente, dividendo el peso entre el volumen.

El principio de Arquímedes se puede demostrar al estudiar las fuerzas que un fluido ejerce sobre un objeto suspendido. Considérese un disco de área (A) y altura (H), el cual está completamente sumergido en un fluido. Recuérdese que la presión a cualquier profundidad h en un fluido está dada por:

P =(ρ)(g)(h)

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado, tal como se muestra en la Figura 1 de a continuación:

                                                          Figura 1

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes:[pic 1]

• El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
• La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba. Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical hacia abajo y el empuje o fuerza de flotación que es vertical, pero hacia arriba. La fuerza de empuje o de flotación es una fuerza que aparece cuando se sumerge un cuerpo cualquiera en un fluido. El módulo de esta fuerza de empuje viene dado por el peso del volumen del fluido. Esto es conocido como ley o principio de Arquímedes.

Esto se produce ya que la presión de cualquier fluido depende principalmente de la altura a la que se encuentra debajo de este. La presión ejerce una fuerza sobre cualquier cuerpo sumergido en un fluido y tiene la propiedad de que la fuerza que ejerce es perpendicular a la superficie del cuerpo siempre. Un claro ejemplo de esto puede ser levantar a una persona dentro de una piscina, esto es porque el cuerpo al estar sumergido parcial o totalmente en la piscina, el agua ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del agua desplazando el cuerpo. Para la demostración de este principio en nuestra práctica de laboratorio trabajamos con varios elementos de vital importancia, uno de ellos el sensor de fuerza donde se cuelga las diferentes masas debidamente configurado en el programa Data Studio para registrar gráficos, para cada de uno de los pesos utilizados en la práctica. También usaremos las principales ecuaciones de el principio de Arquímedes, como estas:

wo: peso

wa: peso aparente

B: empuje

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Equipo y materiales

• Interface Science Workshop 750 (CI-7650)
• Soporte universal.
• Nuez.
• Varilla.
• Sensor de fuerza (CI-6537):

      Sensibilidad: 0,03 N

      Tolerancia: ± 50 N

• Muestra cilíndrica (aluminio, bronce, cobre).
• Vaso de precipitado.
• Líquido.
• Vernier.
• Regla milimetrada.

1. Procedimiento experimental

1. Tomamos la muestra cilíndrica y a partir de la base de la misma, hicimos cuatro marcas consecutivas espaciadas en un centímetro utilizando la cinta métrica. Luego midimos el diámetro d del cilindro con el vernier.
2. Medimos el peso en el aire del cilindro.
3. Determinamos el área de la base del cilindro, A y el volumen sumergido Vs en cada caso y completeamos la Tabla N°1.
4. Sumerjimos el bloque en un vaso de precipitado con agua, hasta llegar a la primera de las marcas, y anotamos el peso aparente wa en la Tabla N°1.
5. Hicimos lo propio para cada una de las otras marcas.
6. Realizamos la gráfica wa versus gVs .
7. Determinamos la densidad del líquido.
8. Determinamos el error porcentual (%E) de la densidad del líquido.
9. Consideramos  ρagua= 1,00×103 kg/m3 .
10. De la gráfica, determinamos el peso del cilindro en el aire wa .
11. Determinamos el error porcentual (%E) del peso del cilindro en el aire (consideramos el valor teórico el valor medido directamente)

1. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

1. Datos experimentales y observaciones

Tabla 1

d = (………… ± ……… ) m

waire = (………… ± ……… ) N

Observaciones:

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1. Análisis de datos y/o modelos que expliquen las observaciones

Tabla 2

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