BIENVENIDOS ZONAL ICA - AYACUCHO PRINCIPIO DE ARQUIMEDES INTEGRANTES:GALVAN BAUTISTA RAIZA QUIEN DESCUBRIÓ EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES • Arquímedes de Siracusa vivió entre los años 287 y 212 A.C. Entre sus descubrimientos más notables está el principio de flotabilidad de los cuerpos, conocido hoy como principio de Arquímedes. Arquímedes descubrió que un cuerpo, al ser sumergido parcial o totalmente en el interior de un fluido, experimenta una fuerza hacia arriba, llamada fuerza de empuje o, simplemente, empuje, cuyo módulo es igual al peso del fluido que desplaza. Figura 6.2. El peso de un objeto flotante es igual al peso del agua que desplaza su parte sumergida. Este es el principio de Arquímedes. 6 F DEFINICION El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. CARACTERISTICAS Se aplican a fluidos (gases o líquidos) , estudian la forma en que la presión actúa dentro de ello. UNIDADES QUE SE UTILIZAN PARA EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Volumen Densidad Fuerza Gravedad masa FORMULAS PARA HALLAR EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES APLICACIÓN INDUSTRIAL EMPUJE Y FLOTACION Cuando un cuerpo se apoya o se sumerge en un líquido (o en un fluido) recibe de éste una fuerza vertical de abajo hacia arriba llamada empuje (E). El empuje puede ser mayor, menor o igual al peso del cuerpo. ¿Por qué un objeto se hunde o flota? La flotación de un objeto depende de la relación entre su densidad y la densidad del fluido en el que se encuentra. Si tenemos un cuerpo flotando en la superficie de un líquido o sumergido totalmente en el interior del mismo, la fuerza resultante que mantiene a dicho cuerpo en su posición se denomina “Fuerza de Flotación” CARACTERÍSTICAS DE FLOTACIÓN Y EMPUJE Que un cuerpo flote o se hunda en un fluido en reposo depende de la relación entre el peso del objeto y el empuje sobre él. EJERCICIOS DER PRINCIPIOS DE ARQUÍMEDES 1. Una bola de acero de 5 cm de radio se sumerge en agua, calcula el empuje que sufre y la fuerza resultante. Solución: El empuje viene dado por E = ρagua Vsumergido g, la masa específica del agua es un valor conocido (1000 kg/m3), lo único que se debe calcular es el volumen sumergido, en este caso es el de la bola de acero. Se utiliza la fórmula del volumen de una esfera. Volumen: 5,236 · 10-4 m3 E = ρagua·Vsumergido·g = 1000 · 5,236 · 10-4 · 9,8 = 5,131 N El empuje es una fuerza dirigida hacia arriba, y el peso de la bola hacia abajo. La fuerza resultante será la resta de las dos anteriores. W= mg = ρvg ρacero = 7,9 g/cm3 = 7900 kg/m3 m = ρacero · V = 7900 · 5,234 · 10-4 = 4,135 kg P = m · g = 4,135 · 9,8 = 40,52 N Fuerza Resultante: P - E = 35,39 N, hacia abajo, por lo que la bola tiende a bajar y sumergirse. • 2-) Una pieza metálica pesa 20 N en el aire y 18 N en el agua. cuanto vale su peso especifico relativo Sabemos que pesa 20 N en el aire y 18 N en el agua, lo que quiere decir que no flota en el agua, sino que se sumerge completamente ya que pesa 20 N y su empuje es sólo de 20 - 18 = 2 N. Su peso en el aire y el empuje que experimenta en el agua valen (siendo ρc y ρa las densidades del cuerpo y del agua respectivamente): P = m g = V ρc g E = V ρa g ----> V = E / (ρa g) y sustituyendo este valor en la primera: P = E / (ρa g) ρc g = E ρc / ρa ► ρc = (P /E ) . ρa = (20/2) . ρa = 10 ρa (es 10 veces más denso que el agua) 3-) un bloque de madera de 0.28 gr/cm cubico de densidad, y dimensiones 20x8x4 cm, flota en el agua. calcular la fracción de volumen que permanece sumergido V = 20 . 8 . 4 = 640 cm³ Cuando un cuerpo flota: P=E V ρc g = Vs ρa g Vs / V = ρc / ρa = 0,28 / 1 = 0,28 ► El volumen sumergido Vs es el 28% del total ► Vs = 0,28 . V = 0,28 . 640 = 179,2 cm³ • ¡MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
