Principio de Principio de ArquímedesArquímedes

Álvaro Guil Laynez 2ºBÁlvaro Guil Laynez 2ºB

EnunciadoEnunciado "Todo cuerpo sumergido en un fluido "Todo cuerpo sumergido en un fluido

experimenta un empuje vertical hacia experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido que arriba igual al peso del fluido que

desalojadesaloja

*Fluido que desaloja: parte del fluido que *Fluido que desaloja: parte del fluido que el objeto “quita de su sitio” para ocupar el objeto “quita de su sitio” para ocupar

ese espacioese espacio

COMPROBACIÓN COMPROBACIÓN EXPERIMENTALEXPERIMENTAL

Para medir el peso de Para medir el peso de un objeto utilizamos un un objeto utilizamos un dinamómetro o muelle. dinamómetro o muelle. Cuando el objeto no Cuando el objeto no tiene aceleración, la tiene aceleración, la fuerza resultante es fuerza resultante es cero: midiendo la cero: midiendo la fuerza que ejerce el fuerza que ejerce el muelle podemos saber muelle podemos saber la fuerza que ejerce la la fuerza que ejerce la Tierra sobre el objeto Tierra sobre el objeto (peso)(peso)

FT,o=?

Fm,o=0,5 N

Fres=0 FT,o=0,5 N

COMPROBACIÓN COMPROBACIÓN EXPERIMENTALEXPERIMENTAL

Cuando lo sumergimos en agua, el objeto Cuando lo sumergimos en agua, el objeto desalojará parte del agua de su sitio, subiendo el desalojará parte del agua de su sitio, subiendo el nivel de agua en el vaso. nivel de agua en el vaso.

En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta marcar 20 cmmarcar 20 cm33 más. Por tanto, el objeto desaloja 20 más. Por tanto, el objeto desaloja 20 cmcm33 de agua (que será el volumen del objeto) de agua (que será el volumen del objeto)

Como la densidad del agua es 1 g/ cmComo la densidad del agua es 1 g/ cm33, la masa de , la masa de agua desalojada es 20 g y su peso: 0,2 N. agua desalojada es 20 g y su peso: 0,2 N.

Según el principio de Arquímedes, el agua Según el principio de Arquímedes, el agua empujará al objeto con una fuerza vertical y hacia empujará al objeto con una fuerza vertical y hacia arriba: Farriba: Fa,oa,o=0,2 N=0,2 N

Fa,o=?

COMPROBACIÓN COMPROBACIÓN EXPERIMENTALEXPERIMENTAL

El peso del objeto El peso del objeto sigue siendo el sigue siendo el mismo (0,5 N), sin mismo (0,5 N), sin embargo el embargo el dinamómetro indica dinamómetro indica tan sólo una fuerza tan sólo una fuerza de 0,3 N. Como de 0,3 N. Como asociamos el peso a asociamos el peso a lo que indica el lo que indica el dinamómetro, dinamómetro, decimos que el peso decimos que el peso aparente disminuye.aparente disminuye.

FT,o=0,5 N

Fm,o=0,3 N

Fres=0 Fa,o=0,2 N

¿Qué pasará cuando el objeto se ¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad?sumerja sólo la mitad?

¿Qué pasará cuando el objeto este ¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se lleno del fluido en el que se sumerge?sumerge?

Si el principio de Arquímedes es Si el principio de Arquímedes es correcto, podemos predecir nuevas correcto, podemos predecir nuevas

situaciones:situaciones:

¿Qué pasará cuando el objeto se ¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad?sumerja sólo la mitad?

El objeto sigue pesando El objeto sigue pesando 0,5N, pero ahora el fluido 0,5N, pero ahora el fluido lo empuja hacia arriba lo empuja hacia arriba con 0,1N (la mitad de lo con 0,1N (la mitad de lo que le empujaba cuando que le empujaba cuando se sumergía entero)se sumergía entero). .

*Por tanto, el peso *Por tanto, el peso aparente (la fuerza que aparente (la fuerza que ejerce el muelle) es ejerce el muelle) es ahora 0,4 Nahora 0,4 N

Fa,o=0,1 N

FT,o=0,5 N

Fm,o=0,4 N

¿Qué pasará cuando el objeto este lleno ¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se sumerge?del fluido en el que se sumerge?

FT,o=0,2N

Fm,o=0 NFm,o=0,2N

FT,o=0,2N

Fa,o=0,2N

El objeto “parece” que no pesa pues como el objeto es de agua: FT,o=Fa,o

En general, para todo objeto sumergido en En general, para todo objeto sumergido en un fluido:un fluido:

El objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (FEl objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (FT,oT,o: :

vertical y hacia abajo) y el empuje (Fvertical y hacia abajo) y el empuje (Ff,of,o: vertical y : vertical y

hacia arriba).hacia arriba).

El volumen del objeto coincide con el volumen del El volumen del objeto coincide con el volumen del fluido desalojado. La masa del objeto (o) y la masa fluido desalojado. La masa del objeto (o) y la masa del fluido desalojado (f) son distintas debido a la del fluido desalojado (f) son distintas debido a la diferente densidad (diferente densidad (ρρ): m): moo==ρρoo·V m·V mff==ρρff·V·V

FT,o = mo·g = V·ρo·g

Ff,o = mf·g = V·ρf·g

En general, para todo objeto sumergido en En general, para todo objeto sumergido en un fluido:un fluido:

Si Si ρρoo>>ρρff : el objeto se hunde hasta el fondo. : el objeto se hunde hasta el fondo.

Si Si ρρoo==ρρff : el objeto parece que que no pesa y se : el objeto parece que que no pesa y se

queda donde lo dejemos. queda donde lo dejemos.

Si Si ρρoo<<ρρff : el objeto se va hacia arriba y flota. : el objeto se va hacia arriba y flota. En este En este

caso, si V es el volumen del objeto, ¿de qué caso, si V es el volumen del objeto, ¿de qué dependerá el volumen V’ sumergido?dependerá el volumen V’ sumergido?

FT,o = mo · g = V · ρo · g

Ff,o = mf · g = V · ρf · g

Gracias a Paco Tejero por Gracias a Paco Tejero por

dejarnos la hora de Filosofía para dejarnos la hora de Filosofía para

hacer las fotos, a Rafa por los hacer las fotos, a Rafa por los

materiales y a la mano de Ana.materiales y a la mano de Ana.