Demostración del principio de Arquímedes

Experimento
Tema: Principio de Arquímedes

Realice el siguiente experimento siguiendo las indicaciones.

Montaje

• Suspender dos latas vacías a una regla, que sirve de balanza (una de las latas tiene un clip pegado en su base).
• Colgar un cuerpo (una piedra) al clip anterior y equilibrar la balanza moviendo la otra.
• Fabricar un recipiente con desagüe (se puede hacer un hueco en la parte lateral superior de la lata y se pega el extremo de una jeringa desechable).
• Se introduce el cuerpo dentro del recipiente con desagüe lleno de agua. Recoger el agua desalojada por el cuerpo. La balanza se desequilibra.
• Vierta el agua desalojada dentro de la lata, arriba del cuerpo. Explique por qué el equilibrio se restablece.

Conceptos Claves
• Principio de Arquímedes.

Aplicaciones
• ¿Por qué este experimento demuestra el principio de Arquímedes?
• Un bloque de hielo de densidad 0.9 g/cm3, flota sobre el agua. ¿Qué porcentaje del volumen está sumergido?

"Me lo contaron y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí."
Confucio

Tarea 1: Hidrostática (Videos)

1) Responda las siguientes preguntas teniendo en cuenta las condiciones establecidas en la oferta pedagógica.
2) Explique las características químicas de los fluidos, compárelos con los gases y sólidos.
3) Explique las características de las fuerzas que los fluidos ejercen sobre las superficies.
4) Explique el concepto de presión y escriba su ecuación, ¿qué efectos sobre el cuerpo humano tiene sumergirse a demasiada profundidad dentro del agua?
5) Explique el principio de Arquímedes, escriba la ecuación y qué significa cada una de las variables involucradas. Consulte al menos dos aplicaciones prácticas.
6) Explique el funcionamiento de un submarino.

Ejercicios sobre el principio de Arquímedes

1) Cuando una corona de 0.80 kg se sumerge en agua, peso aparente es de 7.3 N. ¿Es de oro puro la corona?

2) Un iceberg que flota en el océano es muy peligroso porque gran parte del hielo está bajo la superficie. Este hielo escondido puede dañar un barco que todavía está a una distancia considerable del hielo visible. ¿Qué fracción o porcentaje del iceberg yace bajo el nivel del agua?

3) Un esquimal se desplaza sobre un río montado en un bloque de hielo de 1,5 m3 de volumen, de manera que la superficie de dicho bloque coincide con la del agua del río. ¿Cuál es el peso del esquimal?

4) Un cuerpo de 5 kg flota en el agua, completamente sumergido, ¿cuál es su volumen?

5) Un objeto pesa 8 N en el aire. Sin embargo, su peso aparente cuando está totalmente sumergido en agua es de sólo 4 N. ¿Qué densidad en kg/m3 tiene el objeto?

6) Un huevo es colocado en un tazón lleno de agua. Se añade lentamente sal al agua, hasta que el huevo flota. Al realizar este experimento se puede inferir que:

a) El calcio en la cáscara es rechazado por el cloruro de sodio

b) La densidad del agua salada excede la densidad del huevo

c) La fuerza de empuje no sólo actúa hacia arriba

d) La sal va a dar al fondo

7) La fuerza de empuje es mayor para:

a) Un bloque de 1 kg de aluminio

b) Un bloque de 1 kg de hierro

c) Un bloque de 1 kg de plomo

d) Es igual para todos los bloques

8) Una lancha rectangular de fondo plano tiene 4 m de longitud y 1,5 m de anchura. Si la carga es de 2000 kg (incluida la masa de la lancha), ¿qué tanto de la lancha quedará sumergida cuando flote en un lago? (ρ=1000kg/m3).

9) Las langostas viven en el fondo del océano. La densidad de las langostas es:

a) Mayor que la densidad del agua de mar

b) Igual que la densidad del agua de mar

c) Menor que la densidad del agua de mar

d) Igual al promedio de las densidades del agua de mar y del agua dulce

10) Dos salvavidas idénticos tienen los mismos volúmenes, pero uno está lleno de esponja mientras que el otro está lleno de arena. Cuando los dos salvavidas están completamente sumergidos en agua, la fuerza de empuje es mayor sobre:

a) El que está lleno de espuma

b) El que está lleno de arena

c) Igual en ambos porque tienen los mismos volúmenes

d) Mayor en el que está lleno de arena porque tiene mayor densidad