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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INFORMATICA Y CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y CIENCIAS
CATEDRA DE FISICA
ASIGNATURA FISICA II
LABORATORIO No. 3
"PRINCIPIO DE ARQUIMEDES"
GL: _______
Nº
1
2
3
4
5
I.
Mesa No._______ Fecha: ______________
INTEGRANTES (Apellidos, Nombres)
FIRMA
SECCION
NOTA
OBJETIVOS
GENERALES
Que el estudiante:
1. Aplique la ecuación fundamental de la hidrostática.
2. Compruebe experimentalmente el principio de Arquímedes
3. Desarrolle las habilidades y destrezas en el manejo de equipo.
ESPECIFICOS
Que el estudiante:
1. Aplique a un caso especifico la ecuación fundamental de la hidrostática.
2. Utilizando datos experimentales, calcule el empuje experimentado por un cuerpo
utilizando diferentes métodos.
3. Estime la Incertidumbre Absoluta y calcule la IRU.
II.
TEMAS A INVESTIGAR Y ESTUDIAR ANTES DE LA ACTIVIDAD
Ecuación fundamental de la hidrostática.
El principio de Arquímedes
El manejo de equipo: balanza de triple brazo, vernier, dinamómetro, cinta métrica.
Como calcular el empuje experimentado por un cuerpo utilizando diferentes métodos.
Como estimar la Incertidumbre Absoluta y calcular la Incertidumbre relativa unitaria.
III.
MATERIAL Y EQUIPO
1 - BALANZA DE TRES BRAZOS
1 - PROBETA DE 1000 mL
1 - BEAKER DE 800 mL
0.5 - METROS DE HILO NYLON
1 - PRENSA "C" DE 3"
1 - CALIBRADOR VERNIER
1 - CILINDRO METALICO
1 - BASE CON SOPORTES
1 - DINAMÓMETRO
1 - REGLA GRADUADA EN MILIMETROS.
IV.
PROCEDIMIENTO
FIGURA 1
1. APLICACION DEL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES A UN CUERPO TOTALMENTE SUMERGIDO
Cuando se hacen medidas de masa y peso en el aire, se le llama masa real (m) y peso real
(WR) y si se hacen cuando están sumergidos en agua por ejemplo; se les llama
masaaparente (m´) y peso aparente (Wa)
Complete la tabla 2 de acuerdo a lo que se le solicita a continuación
N
Masa
cilindro
Masa
prom.
Peso
cilindro
Peso
prom.
Diam.
cilindro
Diam.
prom.
Altura
cilindro
Altura
Prom.
Volum
cilindro
Volum.
Prom.
Masa
probeta
Masa
Prom.
Volum.
inicial
Vol.
Prom.
Masa
700 mL
Masa
Prom.
mL
desplaz
Vol.
Prom.
Lect.
Dinam.
Lect.
Prom.
1
2
Tabla 2
1.1 Mida la masa del cilindros metálico, usando la balanza de tres brazos y calcule su
peso real, W= mg . Utilice g= 9.80 m/s2 y anote sus resultados en la tabla 2
m= (
±
)g
WR = (
±
)N
1.2 Mida el diámetro y la altura del cilindro, usando el pie de rey y con estas lecturas
determine el volumen. Anote sus resultados en la tabla 2
D= (
h= (
V= (
±
±
)mm
)mm
)m3
1.3 Disponiendo el sistema como se muestra en la figura 1, y sujetando la base a la mesa
con la prensa “C”, usando el dinamómetro lea el peso real del cilindro.
WR = (
Practica 3 - Física II
±
)N
2
1.4 Determine la masa de la probeta de 1000 mL + 700 mL de agua, tal como se indica
en la figura 2. Anote sus resultados en la tabla 2. Use el beaker de 800 mL para
agregar agua.
m=(
±
)g
1.5 Tome la lectura del nivel del agua en la probeta. Este será el volumen inicial (V0)
V0 = (
±
) mL
1.6 Con los sistemas dispuestos como en las figuras 1 y 2, proceda con cuidado a
acoplarlos a modo de sumergir el cilindro totalmente en agua (ver figura 3), sin que exista
contacto del cilindro o el hilo con la probeta, ni por los lados ni con el fondo; y proceda a
tomar lecturas de nivel de agua en la probeta, la lectura del dinamómetro y de la balanza.
Vf = (
Wa = (
m´ = (
±
±
±
)mL
)N
)g
FIGURA 2
2. COMPROBACION DEL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
Desarrolle los cálculos que se le piden en forma ordenada usando unidades del Sistema
Internacional (SI).
2.1
Determine el peso del volumen de agua desplazado. Teniendo en cuenta el valor de
3
2
la densidad del agua como 998 kg/m , y la aceleración de la gravedad g = 9.80 m/s
2.2
A partir de las lecturas realizadas con el dinamómetro; Calcule la fuerza de empuje.
2.3
Con las lecturas realizadas con la balanza; calcule la fuerza de empuje.
TRASLADE ESTOS RESULTADOS A LA SIGUIENTE TABLA.
TABLA DE COMPROBACION DEL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
2.1
METODO DE MEDICION
DIFERENCIA DE VOLUMENES
2.2
DINAMOMETRO
2.3
BALANZA
Practica 3 - Física II
3
EMPUJE (N)
3.
ANALISIS DE RESULTADOS
3.1
Con los valores de empuje obtenidos en el experimento; ¿Se comprueba el principio de
Arquímedes? Explique brevemente.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3.2 Haga un diagrama de fuerzas para: a) cuando el cilindro está en el aire (tal como en la figura 1); y
b) cuando el cilindro está completamente sumergido (tal como en la figura 3)
3.3 ¿Cuál de los resultados para obtener el empuje considera es más confiable? y ¿más práctico?
Justifique su respuesta.
____________________________________________________________________
3.4 Cite las principales fuentes de error en cada método usado.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3.5 Si se sumerge otro cuerpo de diferente material al cilindro sumergido, pero que desplaza el mismo
volumen de agua; ¿Qué valor tendrá el empuje en ésta situación?
Plantee ecuaciones y compare con el cilindro sumergido.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
¿Depende entonces el empuje, del material de que están hechos los cuerpos?
___________________________________________________________________
3.6 Compare el peso aparente obtenido del cilindro usando el método de la balanza y el
dinamómetro. (Haga cálculos)
Wa (balanza) = (
Wa (dinamómetro) = (
)N
)N
¿Estos resultados son iguales o parecidos? ________________________________
Razone su respuesta.__________________________________________________
___________________________________________________________________
3.7 En base a sus observaciones y resultados obtenidos, elabore las conclusiones de
práctica. Tenga en cuenta los objetivos específicos.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Practica 3 - Física II
4
esta
V. EVALUACION DEL INFORME DEL LABORATORIO No. 3
CONTENIDOS
Datos de la mesa de
trabajo (10%)
PARTE 1
(50%)
PARTE 2
(20%)
PARTE 3
(20%)
Practica 3 - Física II
ASPECTOS A
EVALUAR
1. Integrantes…………..
2. grupo de laboratorio …
3. Sección…………………
4. firma………………………
5. Número de mesa………
6. Fecha…………………
APLICACION DEL PRINCIPIO DE
ARQUIMEDES A UN CUERPO
TOTALMENTE SUMERGIDO
1.1 …………………………………
1.2 …………………………………
1.3 …………………………………
1.4 …………………………………
1.5 …………………………………
1.6 ………………………………….
COMPROBACION DEL PRINCIPIO
DE ARQUIMEDES
2.1
2.2
2.3
Tabla
ANALISIS DE RESULTADOS
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
TOTAL:
5
PUNTAJE
ASIGNADO
0.16
0.17
0.17
0.17
0.16
0.17
1
1
1
1
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.2
PUNTAJE
OBTENIDO