MASA, PESO, y PRINCIPIO de ARQUÍMEDES

MASA, PESO, y PRINCIPIO de ARQUÍMEDES
Cuando uno se sumerge en una piscina, río o playa, es innegable que existe
una pérdida de peso. En general Arquímedes encontró, que “cuando un
objeto está inmerso en un fluido (total o parcialmente) recibe un empuje neto
de abajo hacia arriba, y que dicho empuje es igual al peso del fluido
desplazado". Este empuje hacia arriba, se suma al peso debido a la
atracción gravitatoria terrestre, que siempre es hacia el centro de la tierra,
dando como resultado un peso menor al que uno encuentra en la superficie
terrestre. El pequeño proyecto a realizar consiste en construir con una
segueta, una balanza, que mida MASAS, que mida PESOS y que ponga en
evidencia el Principio de Arquímedes. Para ello usted medirá la deflexión de
la varilla sobre una escala circular cuando pone masas conocidas de
“centavos”. Por ejemplo al colgar digamos 3 centavos adicionales cada vez
en la segueta . Se le facilitará una segueta que se sujetará con papel
adhesivo sobre la mesa o con un peso encima, dejando afuera unos 20 cm.
Un pedazo de cinta adhesiva (Tape transparente, y que pesa muy poco) le
servirá para agregar los centavos unos tras otros como indica la figura 1 o ir
retirándolos con ayuda de unas tijeras.
fig. 1 Segueta con escala circular y masas en centavos
Usted hará sobre una hoja de papel o cartulina , una escala circular con
radio igual al extremo libre de la segueta. Hará una marca sobre la escala
circular cada vez que agrega ( o quita) un nuevo grupo de centavos (Vea
foto).
Con la balanza de precisión mida la balanza de digamos 20 centavos.
Calcule entonces la masa de un centavo (¿hipótesis?) Marque ahora sobre
la escala el equivalente en gramos y el equivalente en peso (Newtons)
Encuentre ahora la masa y el peso de un cuerpo "cualquiera" con ayuda de
la balanza ya calibrada.
Cuidado: La balanza soporta un peso máximo que usted debe estimar.. No
vaya más allá del límite de la misma. Para pesos mayores puede usar radios
más chicos, pero debe calibrar nuevamente..
Ahora en un vaso ponga agua hasta la mitad y usando la balanza y un
cuerpo sólido (puede ser un pedazo de masilla atada a un hilo de nylon de
masa despreciable ), mida el peso de la misma en el aire y luego en el agua.
Muestre que hay una pérdida de peso cuando la masilla está sumergida en
el agua. Mida dicha pérdida de peso con la balanza y mida también el
volumen del agua desplazada por la masilla al sumergirla. Mida con su
balanza el peso de un volumen igual al agua desalojada. Compare con el
Principio de Arquímedes.
Vea más AQUÍ
En realidad podemos entender mejor dicho fenómeno, si estudiamos la
presión hidrostática dentro de los líquidos. Esa será una experiencia futura!!!
¿Puede explicar ahora cómo es que flotan los enormes barcos de metal que
transitan por nuestro canal? ¿Por qué sube un globo lleno de helio( de los
que se usan en los cumpleaños)?
Si la densidad del agua se puede medir como el cociente de la masa entre el
volumen:
Densidad D = M/V
(1)
Y la densidad del agua es 1 g/cm3 = 1000 kg/m3, con el volumen de agua
desalojada medido calcule la masa de agua desalojada y el peso de la
misma.
Si usamos otro líquido como aceite o alcohol ¿ en qué afectará la
experiencia?.
¿Qué pasa si ponemos hielo (sólido) en agua? Explique
¿Cómo se podría usar el Principio de Arquímedes para medir la densidad de
un fluido?
Busque en Internet una tabla de densidades de sustancias comunes.