laboratorio de fisica2 #3
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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$io de Ar%&'ede!
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7/21/2019 Laboratorio de Fisica2 #3
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FIEE()NI
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
1. OBJETIVOS:
A#a*i+ar , -eri.car e* "ri#ci$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
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FIEE()NI
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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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FIEE()NI
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
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