Guía Práctica LF-402-No 04 PDF

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Practicas de laboratorio...

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Guía Práctica No.4

Laboratorio de física II Guía Práctica No.4 Andrea Nicolle Escalante Vásquez 1190074 27/02/2021

Guía Práctica No. 4 Principio de Arquímedes y fuerza de flotación 

Resumen. Por medio de simuladores se lleva a la práctica los conceptos del principio de Arquímedes.

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Introducción. Este documento es contentivo de las pruebas en escrito de la realización y entendimiento de los conceptos puestos en práctica en el cuarto laboratorio de física relacionado al tema de la densidad, volúmenes, y fuerza de flotación.

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Objetivos. a) Experimentar el efecto de la fuerza de flotación para diferentes cuerpos sólidos sumergidos en diferentes líquidos, utilizando el simulador de laboratorio. b) Conocer la aplicación de principios de densidad y flotación para el funcionamiento de sistemas de la vida diaria mediante los conocimientos adquiridos durante la práctica. c) Detectar las variables de las cuales depende la fuerza de flotación, realizando diferentes experimentos en la mesa de trabajo flotación del simulador de laboratorio



Hipótesis Científica Se pretende por medio de experimentos comprobar la relación entre la densidad y la fuerza de flotación.



Marco teórico. Algunos cuerpos sólidos flotan en el agua y otros llegan hasta el fondo. Los barcos flotan a pesar de estar construidos con materiales que no lo hacen.

Principio de Arquímedes: establece que la magnitud de la fuerza de flotación siempre es igual al peso del fluido desplazado por el objeto. La fuerza de flotación actúa verticalmente hacia arriba a través del punto que era el centro de gravedad del fluido desplazado. Caso 1: un objeto sumergido totalmente: B= ρf Vcg Caso 2: un objeto en flotación: B= ρf Vf g Donde Vf es el volumen del objeto debajo del nivel del fluido. I.

Medidas de seguridad.



Prestar atención a las indicaciones del catedrático.



Mantener el orden y aseo de los materiales en las mesas de trabajo.

II. 

Descripción de la práctica

Equipo y material necesario  2 huevos de gallina  2 vasos de vidrio transparente  Juego de solidos  hilo  sal  Simulador de laboratorio  Video didáctico.



Instrucciones de la práctica 1. Siga las instrucciones paso a paso para cada uno de los experimentos. 2. Se recomienda usar Internet Explorer ya que hay muchos simuladores que solo corren en él. 3. Conteste cada una de las incógnitas. 4. El informe se llenará en este archivo y se subirá a plataforma al momento de terminar la práctica.



Desarrollo de la práctica Experimento #1

1. Entre

en

el

simulador

control

+

clic

en

el

enlace

http://labovirtual.blogspot.com/2015/09/principio-de-arquimedes.html

2. Lea la descripción, en este caso las esferas tienen el mismo volumen. Pero son diferentes materiales. 3. Estudiamos como varía el empuje con la naturaleza del cuerpo, (diferentes densidades del cuerpo e igual forma y volumen) Anota los datos en la tabla. 4. Tomaremos nota de los pesos de las esferas en el aire. 5. Clic sobre cada uno de los dinamómetros.

6. Tomaremos nota del peso aparente de las esferas sumergidas. 7. Calcularemos el empuje en cada caso. Esfera

Peso (N)

Peso aparente (N)

Empuje (N)

1

0.4 N

0.3 N

0.39 N

2

0.5 N

0.4 N

0.49 N

3

0.25 N

0.15 N

0.25 N

8. Estudiamos como varía el empuje con el volumen del cuerpo (todas las esferas son del mismo material) pero diferentes volúmenes. Anota los datos en la tabla. 9. Clic en el # 2.

10.Repita los procedimientos con los que se llenó la tabla anterior. Esfera

Peso (N)

Peso aparente

Empuje (N)

(N) 1

0.4 N

0.3 N

0.1 N

2

0.5 N

0.37 N

0.13 N

3

0.25 N

0.22 N

0.03 N

11. Estudiamos como varía el empuje con la forma del cuerpo, (todos los cuerpos son del mismo material y ocupan el mismo volumen). Pero tienen diferentes formas. Anota los datos en la tabla. 12.Clic en el # 3

13.Repita los procedimientos con los que se llenó la tabla anterior.

Cuerpo

Peso (N)

Peso aparente

Empuje (N)

(N) 1

0.4 N

0.3 N

0.1 N

2

0.4 N

0.3 N

0.1 N

3

0.4 N

0.3 N

0.1 N

14.En base a lo visto anteriormente de que depende la fuerza de flotación. Depende de la densidad del fluido, así como del objeto sumergido, donde la fuerza de flotación hace que el objeto flote únicamente si la densidad del objeto es menor a la del fluido.

Experimento 2 (aplicaciones) Este experimento lo realizara con elementos de su casa.

1. Agregue en un vaso de vidrio transparente agua. Introduzca un huevo con cuidado de no quebrarlo. Observe lo que sucede. Anote sus observaciones

El huevo no flota debido a que su peso y densidad es mayor al fluido en este caso agua dulce.

2. En otro vaso de vidrio transparente agregue agua y una buena cantidad de sal. Luego de disuelta la sal introduzca el segundo huevo ¿Qué es lo que sucede? ¿A qué se debe esto?

La densidad del agua varía mediante

la

adición

de

solutos. En nuestro caso, el soluto añadido es la sal. El agua salada es más densa que el agua dulce. Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua sin sal, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el

peso

del

huevo,

provocando que flote.

3. Observe el Video didáctico sobre las Líneas de Plimsoll en buques de carga. https://www.youtube.com/watch?v=CzFs0CHQMLo ¿Qué son las líneas de Plimsoll? es una marca esquemática que han de llevar los buques pintada en su casco. ¿Cuál es su utilidad? sirve para fijar el máximo calado (mínimo francobordo) con el que puede navegar el buque en condiciones de seguridad, en definitiva, fijar un francobordo tiene por objeto garantizar un volumen de reserva de flotabilidad, que permita al buque afrontar con éxito una inundación parcial

¿Por qué está permitida mayor carga en invierno que en verano? Francobordo de verano. El francobordo de verano será el francobordo obtenido de las tablas, más modificaciones y correcciones, según el Reglamento del Convenio Internacional sobre Líneas de Carga mientras que el francobordo mínimo de invierno será el francobordo obtenido añadiendo al francobordo de verano un cuarenta y ochoavo del calado de verano, medido desde el canto alto de la quilla hasta el centro del anillo de la marca de francobordo. Lo que ocurre es que el agua fría es más densa que el agua caliente, es decir, si tenemos el mismo volumen de las dos aguas el agua fría pesa más entonces es capaz de sostener objetos con más densidad.

III.

CONCLUSIONES

Se experimento el efecto de la fuerza de flotación para diferentes cuerpos sólidos sumergidos en diferentes líquidos, utilizando el simulador de laboratorio por medio de la aplicación de principios de densidad y flotación para el funcionamiento de sistemas de la vida diaria mediante los conocimientos adquiridos durante la práctica. Se detectaron las variables de las cuales depende la fuerza de flotación, realizando diferentes experimentos en la mesa de trabajo flotación del simulador de laboratorio...