INFORME MECÁNICA DE SÓLIDOS Y FLUIDOS, PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

INFORME MECÁNICA DE SÓLIDOS Y FLUIDOS, PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

ANDREA SANCHEZ

BOGOTÁ, 8 DE NOVIEMBRE DE 2012

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio se conocerá el principio de Arquímedes, el cual se calculo la densidad del agua y el alcohol, después se peso en una balanza las masas (bloque y cilindro) y se colocó la piquis y la pelota de pasta en el dinamómetro para medir su peso real (N), luego se le agrego a la probeta cierta cantidad de agua para que quedara el líquido a la mitad de las masas y después se le agrego mas agua para que el liquido quedara cubriendo las masas, luego se hiso lo mismo pero con alcohol. Con esto se analizo que las masas cubiertas totalmente de los líquidos pesaban menos que cubiertas hasta la mitad o incluso solo puestas en el dinamómetro.

OBJETIVOS

Diferenciar que sucede con los pesos (N) de las masas cuando se le agrega agua hasta la mitad o cubriendo las masas.

Diferenciar que peso tiene la piquis cuando es sumergida hasta la mitad o sumergida totalmente en agua o en alcohol.

Diferenciar la densidad del agua y el alcohol.

Analizar porque el gotero no se sumerge dentro de la botella.

Analizar porque el gotero se sumerge dentro de la botella.

MATERIALES

Soporte universal

Dinamómetro

Picnómetro

Probeta

Piquis

Pelota de pasta

Bloque

Cilindro

Agua

Alcohol

Botella

Gotero

Plastilina

Cuerda

Balanza

MARCO TEÓRICO

Buzo de descartes

El buzo o diablillo de Descartes es un pequeño tubo abierto por su parte inferior, con una burbuja de aire en su interior gotero que flota en el líquido de una botella de plástico cerrada o en una de vidrio provisto de tapón ajustable. Cuando la botella de plástico se aprieta, o el tapón se comprime ligeramente en una botella, el pequeño tubo flotante empieza a hundirse y puede terminar por llegar al fondo. Una vez hundido, si el tapón deja de comprimirse, el tubo vuelve a subir a la superficie. En una botella de paredes flexibles y con el tapón bien enroscado, se deja un poco de aire en la parte superior. Cuando las paredes de la botella se comprimen suavemente el buzo empieza a descender, aunque manteniéndose flotante. Si las paredes se siguen comprimiendo llega un momento en que el buzo toca justo en la superficie del agua con su parte superior y a partir de ahí comienza a hundirse, llegando hasta el fondo si la botella se mantiene presionada. Si la botella tiene paredes de vidrio, el mismo comportamiento se puede conseguir apretando ligeramente el tapón. Cuando la botella deja de apretarse, el buzo vuelve a la superficie. Aunque no siempre. Cuando la profundidad del agua es grande, puede suceder que un buzo que desciende al apretar, no vuelva a subir cuando la botella deja de apretarse. En el dispositivo que se ha diseñado, diversos tubos de ensayo, con algo de aire atrapado en su interior, flotan en el interior de un tubo. Al aumentar la presión sobre el aire encima de ellos, comprimiendo el aire con una jeringa, los tubos descienden, primero los que menos aire tienen. Los tubos en el fondo se pueden hacer subir disminuyendo la presión utilizando de nuevo la jeringa como se ilustra en la figura (1.21). (Santa María, 2009,224)

Figura(1.21) fenómeno de buzo de descartes. Imagen tomada de Marcelo I. Mattioli (2009) proyectos de tecnología.

Cuando la burbuja de aire atrapada en el tubo tiene un volumen lo suficientemente grande como para que, por el principio de Arquímedes el peso del agua desalojada sea mayor que el peso del vidrio del tubo, el tubo flota. Si la presión del aire encima de la superficie del agua empieza a aumentar --bien por comprimir la botella, bien por apretar el tapón o bien por apretar una jeringa--, de acuerdo con el principio de Pascal el aire del tubo nota este aumento de la presión. El agua comprime el aire de su interior. (Jerry D. 2003,315)

El principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes propone que todo cuerpo sumergido completamente o hasta la mitad en un líquido experimenta una fuerza en la cual recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del líquido se desplazó. La fórmula del principio de Arquímedes es:

F=PgV

F es la fuerza de empuje, P es si densidad, g es la gravedad y V es el volumen del líquido desplazado.

Se analiza las fuerzas cuando las masas se suspenden de un hilo y se sumergen en un líquido obteniendo algo, en equilibrio,

Donde W es la magnitud del peso, E es el empuje que ejerce el líquido sobre el cuerpo y T es la tensión del hilo.

METODOLOGÍA

Se inicio el laboratorio pesando el picnómetro y el picnómetro con agua, después se resto los dos resultados para demostrar el peso total y después sacar la densidad. Luego se peso el picnómetro y el picnómetro con alcohol, después se resto los resultados para demostrar el peso total y después sacar la densidad. Luego se peso en la balanza el bloque y el cilindro, después se peso el bloque y el cilindro en el dinamómetro para conocer el peso real, luego se introdujo la masa atada al dinamómetro en una probeta llenándola hasta que quedara media masa sumergida, luego hasta que la masa estuviera completamente sumergida, este procedimiento se hiso con ambas masas.

Después se ató una piquis al dinamómetro, que luego fue introducido en una probeta que fue llenada hasta que la piquis estuviera hasta la mitad sumergida, después asta que la piquis estuviera totalmente sumergida, este mismo procedimiento se realizo con una pelota de pasta.

Lo ultimo que se realizo fue el análisis del buzo de descartes el cual se analizo el porque el gotero no se hundía y el porque el gotero se hundía.

RESULTADOS

Datos experimentales

Agua

Peso picnómetro=24.6g

Peso picnómetro mas agua=74.1g

=74.1g-24.6g=49.5g

D=m/v

D=49.5g/50mL=0.99g/mL

Piquis

Peso real piquis= 0.2N

Peso de la piquis sumergida hasta la mitad=0.15N

Peso de la piquis sumergida completamente=0.12N

Volumen media esfera sumergida a 150 ml

Volumen totalmente sumergido

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