Reporte 5 Principio DE Arquimides PDF

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Práctica 4: Principio de Arquimides*Ruiz Solorzano, Rick Alexander, 2011-14625,1, ** Guaran Hernández, Bryan Ossiel,2011-14649,1, ***Garcia Castro, Maynor Rolando, 2014-13473,1, ****López Silvestre,Diego Javier, 2015-13768,1, *****and Boche Urrutia, Andy Josué, 2019-060481, ******1 Facultad de Ingen...

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Práctica 4: Principio de Arquimides* Ruiz Solorzano, Rick Alexander, 2011-14625,1, ** Guaran Hernández, Bryan Ossiel, 2011-14649,1, *** Garcia Castro, Maynor Rolando, 2014-13473,1, **** López Silvestre, Diego Javier, 2015-13768,1, ***** and Boche Urrutia, Andy Josué, 2019-060481, ****** 1

Facultad de Ingeniería, Departamento de Física, Universidad de San Carlos, Edificio T1, Ciudad Universitaria, Zona 12, Guatemala.

En la práctica no.5 se buscó determinar la densidad de 3 cuerpos usando el principio de Arquímedes. Utilizando un dinamómetro se determinó la tensión de cada una de las masas cuando estaban sumergidas en el agua y cuando ya se encontraban en el aire. Al utilizar el principio de Arquímedes con la diferencia de estas tensiones se calculó tanto la flotación como el volumen desplazado para posteriormente encontrar la densidad experimental de cada uno de los objetos. I. A.

OBJETIVOS Generales

• Determinar la densidad de 3 masas de diferente material mediante el principio de Arquímedes.

B.

Específicos

1. Determinar la fuerza de flotación, el volumen desplazado y masa para cada uno de los objetos. 2. Identificar el material de las masas según su densidad experimental encontrada.

II.

MARCO TEÓRICO

Figura 1

Experimentalmente el empuje, se puede medir indirectamente midiendo el peso del cuerpo con un dinamómetro en el aire y luego midiendo el peso dentro del líquido. III.

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta la acción de una fuerza dirigida vertical y hacia arriba llamada fuerza de empuje, denotado por la letra cuya magnitud es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo,

DISEÑO EXPERIMENTAL A.

Materiales

• Un trípode en forma de V • Una varilla de 75 y 25 cm

(1)

• Una mordaza universal

Donde ρ es la densidad del liquido, g = 9.8m/s2 y Vd es el volumen desplazado del liquido al introducir el cuerpo. Esta fuerza está aplicada en el centro de gravedad del volumen de la parte sumergida del cuerpo. Ver fig. 1

• Un dinamómetro de 3N

B = ρgVd

• Una probeta de 500 y 100 ml • Un cilindro de Arquímides • Un juego de cinco masas • 10 cm de hilo de cáñamo

*

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B.

Magnitudes físicas a medir

• La tensión de la cuerda cuando el material desconocido esta fuera del liquido.[N ].

2 • La tensión de la cuerda cuando el material desconocido esta totalmente sumergido.[N ]. C.

Procedimiento

figuras. al comparar las densidades experimentales de las 3 figuras, ninguna de estas densidades corresponde a la densidad teórica de algún material conocido. por lo que posiblemente estos objetos estén fabricados de diferentes aleaciones de metales.

• Se armo el equipo. • Se calibró el dinamómetro previo a realizar las medidas. • Por medio de un hilo, se colgo uno objeto de material desconocido en el dinamómetro sin sumergirlo y se midio el peso en el aire. • Se tomo la probeta de 100 ml y se introdujo agua hasta un nivel de referencia por ejemplo 60 ml, se procedio con mucho cuidado a sumergir el objeto de material desconocido hasta que este estuvo totalmente sumergido. • Se tomo la lectura del dinamometro. IV.

RESULTADOS

VI.

CONCLUSIONES

1. Se determinó el volumen desplazado a partir de la fuerza de flotación “B” para el cilindro 1, cilindro 2 y la esfera, esta fuerza es la misma para los 3 objetos, ya que, aunque los pesos del aire y del agua difieran un poco su diferencia es de 0.1 N.

2. Se concluye que los materiales con los que están fabricados estos 3 objetos, son aleaciones de diferentes materiales, puesto que al comparar la densidad de estos con la densidad de otras sustancias se determina que no son objetos de sustancias puras.

En esta sección se muestra la tabla con los datos originales y los datos de la densidades para cada objeto. Cuadro I: Tabla de datos tomados para determinar la densidad de los objetos Objeto Cilindro 1 Cilindro 2 Esfera

Waire (N ) 0.25 ± 0.05 0.95 ± 0.05 0.45 ± 0.05

WAgua (N ) ∆V 0.15 ± 0.05 0.15 ± 0.05 0.85 ± 0.05 0.85 ± 0.05 0.35 ± 0.05 0.35 ± 0.05

Fuente: Tabla datos originales

VII.

ANEXOS

En la Figura 1,2 y 3 se muestra cálculo para la flotación, volumen desplazado, masa y densidad experimental.

Cuadro II: Densidad experimental determinado para los 3 objetos Objeto Densidad(ρ) Cilindro 1 ρc1 = 2500.98 kg/m3 Cilindro 2 ρc2 = 9503.92 kg/m3 Esfera ρE = 4501.96 kg/m3

V.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En el cuadro I se puede observar los datos originales experimentales obtenidos para cada uno de los 3 objetos con esta información y usando la ecuación no.1 del marco teórico la cual esta basada en el principio de arquimides y utilizando diagramas de cuerpo libre se determinó la fuerza de flotación, su volumen desplazado, así como la densidad experimental para cada uno de las 3

Figura 1: cálculo experimental densidad cilindro 1

3

Figura 2: cálculo experimental densidad cilindro 2

Figura 3: cálculo experimental densidad esfera

[1] Manual de Laboratorio Fisica 1. Física Uno. Guatemala: Ing. Walter Giovanni Álvarez Marroquín, Facultad de ingeniería, USAC. [2] Sears y Zemansk (Décimo Cuarta edición). (2016). university Physics. United States of America: Pearson.

[3] Serway, Jewett. (Septima edición). (2008). Física, para ciencias e ingenierías, Volumen 1. Mexico: Editorial CENGAGE Learnig. [4] Resnick, Halliday, Krane.(Cuarta edición) (2002).Física, Volumen 1. Mexico: Editorial CECSA....