Laboratorio de Fisica2 #3

7/21/2019 Laboratorio de Fisica2 #3

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FISICA II SECCION: N2

FECHA DE ENTREGA: 07/11/14

Tercer Laboratorio de F!icaII: "ri#ci$io de Ar%&'ede!


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FIEE()NI

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

1. OBJETIVOS:

A#a*i+ar , -eri.car e* "ri#ci$io de Ar%&'ede! c&,o e#ciado #o! dice:

Todo c&er$o !&'erido e# &ido e$eri'e#ta e'$&3e -ertica*

diriido acia arriba5 i&a* a* $e!o de* &ido de!a*o3ado6 Co'$robar *a de#!idad de* a&a c&,o -a*or a$roi'ado e! 999,97 kg/m Deter'i#ar *a de#!idad de c&er$o !*ido5 %&e $ara #&e!tro ca!o !era

*a de#!idad de ci*i#dro 'et8*ico Ca*c&*ar e* $e!o a$are#te de* ci*i#dro e# e* tra#!c&r!o de* e$eri'e#to Ca*c&*ar e* e'$&3e abie#do obte#ido e* $e!o a$are#te

2. FUNDAMENTO TEORICO:

Densidad de un cuerpo

Es una magnitudescalar referida a la cantidad de masaen un determinadovolumende unasustancia.

La densidad media es la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Si un cuerpo no tiene una distribucin uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un

punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesin pequeos volmenes decrecientes

(convergiendo hacia un volumen muy pequeo y est!n centrados alrededor de un punto" siendo

la masa contenida en cada uno de los volmenes anteriores" la densidad en el punto comn a todos

esos volmenes#

La unidad es $g%m&en elS'.

Principio de Arqumedes

E* $ri#ci$io de Ar%&'ede! a.r'a %&e: Todo c&er$o !&'erido e# &idoe$eri'e#ta e'$&3e -ertica* , acia arriba i&a* a* $e!o de &ido de!a*o3ado96

La e$*icaci# de* $ri#ci$io de Ar%&'ede! co#!ta de do! $arte! co'o !e i#dica e# *a.&ra:

19 E* e!t&dio de *a! &er+a! !obre a $orci# de &ido e# e%&i*ibrio co# e* re!tode* &ido9

29 La !&!tit&ci# de dica $orci# de &ido $or c&er$o !*ido de *a 'i!'a or'a, di'e#!io#e!9

1
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica


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Porcin de fuido en equilirio con el res!o del fuido"

Co#!idere'o!5 e# $ri'er *&ar5 *a! &er+a! !obre a $orci# de &ido e# e%&i*ibrio co#

e* re!to de &ido9 La &er+a %&e e3erce *a$re!i#de* &ido !obre *a !&$er.cie de!e$araci# e! i&a* a pdS5 do#de p!o*a'e#te de$e#de de *a $rodidad , dSe! e*e'e#to de !&$er.cie9

"&e!to %&e *a $orci# de &ido !e e#c&e#tra e# e%&i*ibrio5 *a re!&*ta#te de *a! &er+a!debida! a *a $re!i# !e debe a#&*ar co# e* $e!o de dica $orci# de &ido9 A e!tare!&*ta#te *a de#o'i#a'o! e'$&3e , !& $to de a$*icaci# e! e* ce#tro de 'a!a de *a$orci# de &ido5 de#o'i#ado ce#tro de e'$&3e9

De e!te 'odo5 $ara a $orci# de &ido e# e%&i*ibrio co# e* re!to5 !e c&'$*e

Empuje=peso= fV

E* $e!o de *a $orci# de &ido e! i&a* a* $rod&cto de *a de#!idad de* &ido rf $or *aace*eraci# de *a ra-edad g, $or e* -o*&'e# de dica $orci# V9

Se sus!i!u#e l$ porcin de fuido por un cuerpo slido de l$ mism$ %orm$ #dimensiones"

Si !&!tit&i'o! *a $orci# de &ido $or c&er$o !*ido de *a 'i!'a or'a ,di'e#!io#e!9 La! &er+a! debida! a *a $re!i# #o ca'bia#5 $or ta#to5 !& re!&*ta#te %&ee'o! de#o'i#ado e'$&3e e! *a 'i!'a , act;a e# e* 'i!'o $to5 de#o'i#adoce#tro de e'$&3e9

Lo %&e ca'bia e! e* $e!o de* c&er$o !*ido , !& $to de a$*icaci# %&e e! e* ce#tro de'a!a5 %&e $&ede o #o coi#cidir co# e* ce#tro de e'$&3e9

2
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm#Concepto%20de%20presi%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm#Concepto%20de%20presi%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/ecuacion/ecuacion.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm#Concepto%20de%20presi%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/ecuacion/ecuacion.htm


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"or ta#to5 !obre e* c&er$o act;a# do! &er+a!: e*e'$&3e , e* $e!o de* c&er$o5 %&e #o tie#e# e#$ri#ci$io e* 'i!'o -a*or #i e!t8# a$*icada! e# e*'i!'o $to9

E# *o! ca!o! '8! !i'$*e!5 !e !&$o#dra %&e e* !*ido, e* &ido !o# o'orad&ado! cada 1 c'? )# =er#ier @a*a#+a e*ectr#ica

#. $ROCEDIMIENTO E%$ERIMENTA":

I#terace Lab"ro =er#ier

@a*a#+aCi*i#dro


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1? Co# e* -er#ier !e 'idi *a a*t&ra , e* di8'etro de* ci*i#dro9 Se&ida'e#te

!e ar'ara co# todo! *o! e%&i$o! e* !i!te'a 5 co'o !e '&e!tra e# *a

.&ra >a?92? Se co#ect *a i#terace Lab"ro a *a "C co# e* cab*e )S@5 , *&eo !e

co#ect e* !e#!or de &er+a a *a i#terace9 De!$&

i#terace , !e e#ce#di e* co'$&tador5 e# e* c&a* e3ec&ta'o! e*$rora'a Loer"ro , !e co#.&ro *a rec&e#cia de *a to'a de data a

20 '&e!tra!/!edo , e* tie'$o de '&e!treo a B !edo!9? L&eo a&to'8tica'e#te e* $rora'a reco#ocer8 *a co#ei# de* !e#!or

de &er+a , !e abrir8 do! co*&'#a! de dato! >F&er+a , Tie'$o?5 , a*

co!tado a$arecer8 a r8.ca de F&er+a>N? -! Tie'$o>!?94? De!$&

!e#!or de &er+a , !i&ie#te !e i+o c*ic e# e* ico#o CERO de* $rora'a9B? Se **e# de a&a e* -a!o de ta* 'odo %&e !e !&'ere tota*'e#te e*

ci*i#dro9? Co# e* ci*i#dro &era de* a&a , co*a#do de* !e#!or de &er+a5 !e i+o

c*ic e# e* ico#o AD)IRIR9 co# *o c&a* !e ob!er-ara a *#ea ori+o#ta*e# *a r8.ca F -! T >%&e !e dete#dr8 de#tro de B !edo!? , a* 'i!'o

tie'$o !e ir8# **e#a#do *a! co*&'#a! F&er+a , Tie'$o9 L&eo !e ca*c&*

e* $ro'edio de *a &er+a5 $ara *o c&a* !o*o !e t&-o %&e acer c*ic e# e*

ico#o e!tad!tica9 Se a#ot e* -a*or 'edio de *a &er+a , ta'bi

$a!o 79 E!te $roce!o !e rea*i+ara a!ta %&e e* c&er$o de* ci*i#dro %&edetota*'e#te !&'erido , !e a#otara *o! dato! obte#ido! e# cada ca!o9

4

Fi&ra >a?


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&. CA"CU"OS DE ANA"ISIS DE RESU"TADOS:

"ara e!ta !ecci# #o!otro! rea*i+a'o! *a !i&ie#te tab*a >TA@LA 01? co# *o!

dato! e$eri'e#ta*e! obte#ido! e# e* *aboratorio9

Dato:

masacilindro=0.138Kg

&' Co#!tr&,a *a r8.ca "e!o a$are#te de* ci*i#dro >!e#!or de &er+a? -er!&!$rodidad9

0 0902 0904 090C 090E 091 0912090000

092000

094000

09C000

09E000

190000

192000

194000

19C000

Peso $p$ren!e del cilindro (N' VS Pro%undid$d(m'

B


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2? E# *a c&r-a $e!o a$are#te de* ci*i#dro >!e#!or de &er+a? -er!&!

$rodidad rea*i+a a3&!te de c&r-a , deter'i#ar *a ec&aci# %&e *a!

re*acio#a

0 0902 0904 090C 090E 091 0912090000

092000

094000

09C000

09E000

190000

192000

194000

19C000

:>? F ( 49EC G 19AB

Peso $p$ren!e del cilindro (N' VS Pro%undid$d(m'

? De *a ec&aci# a**ada e# e* $a!o a#terior , de *a ec&aci# >?9

Deter'i#e *o! -a*ore! corre!$o#die#te! a *a! de#!idade! de* *%&ido

>a&a? , de* c&er$o ci*#drico5 deter'i#a#do !&! errore! co'etido!9

R=WE R=Vcuerpocuerpo gVliquido desalojadoliquidog

E#to#ce! !i i&a*a'o! co# #&e!tra ec&aci# a**ada a#terior'e#te:

( r2Hg )cuerpo=1.3519 (0.0125m )

2 (0.097m )(9.81ms2 ) cuerpo=1.3519

obtenemosque :cuerpo=2894,32Kg

m3

R=( r2H g ) cuerpo( r2liquido g)hsumergido


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( r2liquido g) hsumergido=4.8627hsumergido (0.0125 )2 (liquido) (9.81 ms2 )=4.8627

)DE*ER+INE+OS LOS ERRORES

CO+E*IDOS:

Sabe'o! %&e *a 'a!a de* ci*i#dro &e de 091 , !& -o*&'e#

!eria =

0.0125

=090000471 m

3

E#to#ce! !& de#!idad !eria

cuerpo= 0.138

0.0004761

Kg

m3=2898,55

Kg

m3

Nota'o! %&e #&e!tro error $orce#t&a* de *a de#!idad de* c&er$o !eria

Sabe'o! %&e *a de#!idad de* a&a e 1000kg/m3

, e# #&e!tro ca!o

*a de#!idad de* a&a #o !a*i 1009.84kg /m3

e#to#ce!

N&e!tro error $orce#t&a* !eria :

4? Co#!tr&,a *a r8.ca $e!o a$are#te de* reci$ie#te >ba*a#+a e*ectr#ica ?

-er!&! $rodidad

)ti*i+a'o! *o! dato! de *a tab*a 01 $ara a!i $oder co#!tr&ir *a !i&ie#te

ra.ca

7

liquido=10009.84 kg /m3

2894.322898.55 2898.55

100=0.

1009.841000

1000100=0.984


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0 0902 0904 090C 090E 091 0912791000

792000

79A000

794000

79B000

79C000

797000

79E000

79I000

Peso $p$ren!e del recipien!e (N') $l$n,$ elec!rnic$ VS pro%undid$d

B? E# *a c&r-a "e!o a$are#te de* reci$ie#te >@a*a#+a e*ectr#ica? -er!&!

$rodidad rea*i+a a3&!te de c&r-a , deter'i#ar *a ec&aci# %&e *a

re*acio#a9

Rea*i+a'o! #&e!tro a3&!te de c&r-a! a a *i#ea* , 'o!trBa'o! *a

ec&aci# de *a !i&ie#te 'a#era:


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0 0902 0904 090C 090E 091 0912791000

792000

79A000

794000

79B000

79C000

797000

79E000

79I000

:>? F 49I G 79AB

Peso $p$ren!e del recipien!e (N') $l$n,$ elec!rnic$ VS pro%undid$d

"' e(u'()*+ se,)':Wrecipiente=4.8961hsumergido+7.3481

? De *a ec&aci# a**ada e# e* $a!o a#terior5 deter'i#e *o! -a*ore!

corre!$o#die#te! a *a! de#!idade! de* *%&ido >a&a? , de* ci*i#dro5

deter'i#a#do !&! errore! correcto!9


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(Sabe'o! %&e e* a&a e3erce e'$&3e !obre e* c&er$o $ero $or *a *ercer$ le# de

ne-!on#ota'o! %&e : E- (ue,po ,e'-)' u+' fue,' so/,e e- 'u' (u0o '-o,

es )u'- '- e- empuje ,e()/)o.

E- $ESO RE3ISTRADO $OR "A BA"A4N4A SERIA

W=W0+E W=W0+ liquido g . r2

hsumergido

Co'$ara#do co# #&e!tra ec&aci# obte#ida $a!are'o! a obte#er *a! de#!idade!

de* c&er$o , de* *%&ido

liquido r

2g hsumergido=4.8961hsumergido

Kg

m3 liquido (0.0125 )

2 (9.81 )=4.8961

Ha**a'o! *o! errore! $orce#t&a*e!:

Sabe'o! %&e *a de#!idad de* a&a e 1000kg/m3

e#to#ce!:

N&e!tro error $orce#t&a* !eria1016.771000

1000100=1.68

Di$.r$m$ de /lu0o

10

liquido=1016.77

Kg

m3


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INICIO

di!$o#er , ar'ar e*e%&i$o co'o !e i#dica

e3ec&tar e* $ro0ra'a*o00er$ro , ca*ibrar e*

!e#!or :&er+a9

"ro'ediar *a :&er+are0i!trada $or e*$ro0ra'a co# e*

ci*i#dro :&era de* a0&a

re$etir *o! $a!o!5ba3a#do cada 1 c' e*

ci*i#dro

a$tar *o! dato! e# e*c&adro dado

FIN


1"

CONCLUSIONES Se logr demostrar el principio de rqu)medes mediante una pr*ctica de

laboratorio asignada para dicho fin

Se pudo desarrollar un concepto m*s claro" avanzado y espec)fico del que

se ten)a con base en los fundamentos tericos" partiendo de la pr*ctica

realizada.

11


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Se asimil y comprendi el uso correcto de los diferentes implementos

dados para la pr*ctica" aplicando este conocimiento para futuras ocasiones

Se analizaron los diferentes resultados obtenidos en la pr*ctica efectuada"

partiendo as)" hacia una adecuada comprensin del principio de

rqu)medes.

Se enlazaron los conceptos tericos aprendidos con anterioridad" a losconceptos que se necesitaron en la pr*ctica" teniendo as)" una mayor

precisin en la recopilacin de datos" y una adecuada comprensin de los

mismos.

2" 3I3LIOGRA/IA

tt$://e!9JiKi$edia9or/JiKi/"ri#ci$iodeAr%&

MCMAD'ede! tt$://JJJ9!c9e&9e!/!bJeb/.!ica/&ido!/e!tatica/ar%&i'

ede!/ar%&i'ede!9t' tt$://*a.!ica$aratodo!9JiKi!$ace!9co'/"ri#ci$iodeAr

%&i'ide! tt$://bib*io9&r*9ed&9t/Libro!/$ro-i#cia*e!/ar%&i'ide!9$d

12

Laboratorio de Fisica2 #3

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