Principio de Arquímedes

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

Facultad de la Educación, el Arte y la Comunicación

Tema: Principio de Arquímedes.

Trabajo académico para la asignatura de Mecánica de Fluidos y Termodinámica su Didáctica

Profesor: Ing. Jimmy Banda Mg. Sc.

Alex Mauricio Palacios Yunga.

25/08/2020

ÍNDICE

1. Introducción        3
2. Objetivo        3
3. Desarrollo        4
4. Conclusiones        9
5. Bibliografía        9
6. Criterio personal        10
7. Anexos        11

1. Introducción

            Dentro del extenso estudio que realiza la mecánica de fluidos se puede encontrar el principio propuesto por Arquímedes quien fue reconocido cono un famoso matemático, físico, inventor, ingeniero y astrónomo griego que vivió hace más de 2.000 años.

            Fue este quien hizo aportes significantes dentro del campo de la física específicamente en el estudio que realiza la mecánica de fluidos por consiguiente en este trabajo analizaremos el principio propuesto por Arquímedes además se aplicara tres ejercicios de este tema para tener un mejor entendimiento.

1. Objetivo.

• Comprender el comportamiento que tienden a tener los diversos fluidos de la naturaleza usando el principio propuesto por Arquímedes.

1. Desarrollo.

            El principio de Arquímedes nos indica que “todos los móviles que están siendo sumergidos dentro de un fluido experimenta una fuerza sumativa o ascendente llamada empuje, equivalente al peso del fluido desalojado por el cuerpo”.

            Un ejemplo es cuando se alza o levanta un objeto que está sumergido en algún fluido como el agua, se puede notar que es mucho más fácil levantarlo en cambio cuando este está de una superficie que no sea el agua se presiente que tiene un peso mayor

             Siguiendo con el ejemplo del agua se puede plantear la siguiente situación es más fácil cargar a una persona dentro de una piscina que cargarla fuera de ella cómo podemos entender de esta deducción sabemos que la persona sufre una disminución en su peso esto se debe a otra fuerza vertical que se opone al peso de esta persona ya que el peso se encuentra dirigido hacia abajo esta fuerza vertical va a ser hacia arriba.

            Con estos ejemplos se quiere llegar a que a que el agua y los demás fluidos tienden a mantener una fuerza hacia arriba sobre todo cuerpo sumergido dentro del fluido, denominada fuerza de flotación o fuerza de empuje esta fuerza es la que hace que un objeto parezca más ligero lo que se denominada como flotación.

Montiel (2014) En un cuerpo totalmente sumergido en un fluido todos los segmentos de su superficie reciben una presión hidrostática que va en constante aumento mediante va incrementando la profundidad de un punto. 

¿Qué es la flotación?

Terán (2014) nos dice que el fenómeno de flotación, consiste en la merma supuesta del peso de los objetos sumergidos en un fluido. Esto se debe a que cuando un objeto se encuentra sumergido dentro de un líquido, los líquidos ejercen presión sobre todas las paredes del recipiente que los contiene, así como sobre todo cuerpo sumergido dentro del líquido.

            Existe un proceso para que se dé el fenómeno de flotación donde las fuerzas laterales debidas a la presión hidrostática, que actúan en el cuerpo se equilibran entre sí, es decir, tienen un valor igual para la misma profundidad. Esto no sucede para las fuerzas que actúan sobre la parte superior e inferior del cuerpo. Estas dos fuerzas son contrarias, una debido a su peso que lo empuja hacia abajo y la otra, que, por la fuerza de empuje, lo empuja hacia arriba. Como la presión tiende a aumentar con la profundidad, las fuerzas ejercidas en la parte inferior del objeto son mayores que las ejercidas en la parte superior, la resultante de estas dos fuerzas deberá estar dirigida hacia arriba.

¿Qué es el empuje?

            El empuje se considera uno de los conocimientos más importantes de la humanidad y se le atribuye al matemático griego Arquímedes

Barral (1990) El empuje es considerada una fuerza que aparece cuando un cuerpo está siendo sumergido en un fluido lo que hace el empuje es a impedir que lo haga, por lo tanto, su dirección es vertical y de sentido hacia arriba.

          Al sumergir un objeto dentro de un líquido, el volumen del cuerpo sumergido es igual al volumen de fluido desplazado. Por lo tanto, la fuerza de empuje, tiene una magnitud igual al peso del líquido desplazado por el objeto sumergido.

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Considerando como;

𝑉𝑑 = volumen de fluido desplazado.

𝜌 = la densidad.

𝑔 = aceleración de la gravedad.

¿Qué es la densidad?

            En el fenómeno de la flotación debemos también tener en cuenta la densidad que tiene un cuero o un número de cuerpos agrupados ya que cumple un papel muy importante en este suceso

            La densidad es la medida de cuánta materia se encuentra comprimida en un espacio determinado ejemplificando podemos decir que en un frasco que esta lleno caramelos cuenta con una elevada y si luego sacamos la mitad de caramelos la densidad será mucho menor que la inicial y si lo sumergimos en un bote de agua este tiende a flotar, si la densidad del frasco es mayor que la densidad del agua el mismo se hunde, es decir flota el frasco que tenga una densidad menor que el líquido. Además, cuando sumergimos un cuerpo en un líquido pueden ocurrir tres cosas

• El cuerpo se hunda y permanezca sumergido.
• El cuerpo flote dentro del agua.
• El cuerpo flote sobre el agua.

            Hablando de los líquidos es un poco diferentes ya que no todos tienen la misma densidad, por ejemplo, el aceite tiene menor densidad que el agua por consiguiente si vertimos un poco de aceite sobre un vaso de agua este primer elemento permanecerá en la superficie del agua.

Ecuaciones.

            Como todo cuerpo que sea sumergido en un líquido se ajustara a una profundidad a la cual su peso sea igual al del agua desplazada, el peso del cuerpo está dado por la expresión

           El peso del fluido desplazado o fuerza de empuje ejercida por el líquido está dado por la expresión:[pic 3]

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