PRÁCTICA 7: Principio de Arquímedes. Calculo del empuje

• OBJETIVO:

El objetivo de esta practica es la comprensión del principio de Arquímedes y calculo del empuje y densidad de los cuerpos sumergidos.

• FUNDAMENTO TEORICO:

“Todo cuerpo sumergido en un fluido es empujado hacia arriba por una fuerza igual matemáticamente el empuje es igual al peso del liquido” desplazado. El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Esta fuerza recibe el nombre de empuje   hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons.

Ecuaciones:

1. peso real P=masa del liquido desplazado x gravedad se mide con el dinamómetro en el aire
2. masa = densidad x volumen
3.  entonces despejando en 1, nos queda P= dc g V_{c donde d y V se refieren al cuerpo}
4. empuje E=masa del liquido desplazado x gravedad= d_L g V_L
5. _{peso aparente=peso-empuje}

Donde E es el empuje, d_L es la densidad del fluido, V_L el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.

• Material y recursos necesarios: 

1.   Probeta ,
2.  balanza,
3.  dinamómetro,
4.   Agua.
5. pesa de aluminio-Al, 
6. y otra de hierro-Fe, 
7. soporte

• PROCEDIMIENTO

Con el montaje que tienes preparado en la bandeja haz el dibujo y pon el nombre de cada cosa.

Con el dinamómetro mide el peso de cada pesa, en N.

Con la balanza mide la masa de cada pesa, en gramos.

Ahora sumerge la pesa en el agua de la probeta y mide el volumen antes y después de introducirla y así podrás calcular el volumen desplazado como la diferencia.

Vuelve a medir el peso con el dinamómetro cuando está dentro del agua, es lo que llamamos  el peso aparente, y la diferencia con el peso real será el empuje, de esta forma calculamos el empuje como la diferencia entre el peso real y el aparente:

Completa la siguiente tabla:

medidas	Masa g balanza	Peso N dinamometro al aire el obj	Volumen inicial  probeta	Volumen final probeta	V agua desplazado volum obj	Peso aparente dinadentro el obj	Empuje N
Al
Fe

Utilizando las ecuaciones indicadas y los datos de la tabla, calcula_

1. densidad del aluminio y del hierro
2. volumen del prisma midiendo los lados
3. si la densidad del agua la tomamos como 1g/ml determina el empuje de forma teórica y comprueba con el valor experimental calculando el error cometido

Cuestiones

1.- ¿Qué afirma el principio de Arquímedes?

2.- ¿Cómo actúan los cuerpos ante esta situación? 

3.- ¿si el liquido es mas denso que el cuerpo que pasa?

4.- ¿si el liquido es menos denso que el cuerpo que pasa?

PRÁCTICA 6 :Ley de Hooke y Estudio del oscilador armónico

 Objetivos

• Demostrar la ley de Hooke.
• Obtener el valor de la constante elástica del muelle.
• Dibujar a ordenador la recta de regresión lineal.
• Demostrar experimentalmente la dependencia del periodo de oscilación de un muelle con la masa.

1ª Parte : Ley de Hooke

Material

Una barra de soporte, unas pinzas para sujetar el muelle. Un muelle de constante k no elevada. Portapesas. Pesas de bajo valor: 10, 20, 30, 40, 50 g. Una regla.

Fundamento teórico

La ley de Hook afirma que si sometemos un muelle a una fuerza de estiramiento F, se producirá un alargamiento o elongación X respecto a la posición de equilibrio de tal forma que la elongación es directamente proporcional a la fuerza ejercida. La constante de proporcionalidad se denomina constante elástica del muelle, k.   

 Ley de Hooke: F= k· x

Procedimiento

Realiza el montaje de la figura. Coloca el portapesas y localiza la

posición de equilibrio.

Coloca una masa y mide la correspondiente elongación del muelle.

Coloca otra masa y mide la elongación total desde la posición de equilibrio. Repite este procedimiento.

Datos

Masa (g)
Fuerza F (N)
X (cm)

Análisis de datos experimentales

Representa los datos en una gráfica. La elongación X en el eje horizontal y la fuerza F en el vertical.

Dibuja la recta de regresión y, a partir de la pendiente, obtén el valor de la constante elástica del muelle.

2ª Parte : Estudio del periodo de oscilación

Material

Una barra de soporte, unas pinzas para sujetar el muelle. Un muelle de constante k no elevada. Portapesas. Pesas de bajo valor: 10, 20, 30, 40, 50 g. Cronómetro.

Fundamento teórico

video http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=xQm1vVbRCKU

Si estiramos un muelle y soltamos, comenzará a oscilar con un Movimeinto Armónico Simple. El periodo T de oscilación:  será mayor cuanto más lo sea la masa.     

Procedimiento

Hacer el montaje que se indica en la figura.

Colocar una pesa de valor m₁ y separarla de

su posición de equilibrio. Medir el tiempo t

que tarda en hacer 10 oscilaciones completas.

Calcular el periodo T=t/10.

Repetir el mismo procedimiento con al menos 6 masas distintas.

Masa*(kg)
t (s)
T2

Análisis de datos

• Representar en una gráfica   T²  frente a la masa. Obtendremos aproximadamente una recta de pendiente_____________

                  completa y razona .

• Obtén el valor de la constante elástica del muelle a partir de la pendiente de la recta.

Hacer la "recta de la practica" en excell.Cálculo de regresión en Excel

En esta entrada veremos como calcular la pendiente y ordenada en el origen de una serie de datos que se correlacionan linealmente

Se seleccionan las columnas para los valores X e Y (deben estar en ese orden) y vamos al menú Insertar, seleccionando Dispersión.

Obtenemos una gráfica de dispersión. Para dibujar la recta de mejor ajuste se pincha sobre los puntos de la gráfica y se hace click con el botón derecho del ratón. Seleccionamos la opción Agregar linea de tendencia.

Se escogen las opciones: tipo lineal, presentar la ecuación en el gráfico y el valor de R2.

Y quedará así

PRÁCTICA 1_ FÍSICA: DETERMINACION DE LA GRAVEDAD Péndulo simple

Explicado en el libro pag 90 

Objetivos

• Determinar experimentalmente el valor del campo gravitatorio terrestre en la superficie, g.
• Observar que el periodo del péndulo aumenta con la longitud del hilo.
• Realizar con el ordenador la recta de regresión.

MATERIAL

Una barra de soporte, hilo inextensible, una esfera de radio conocido. Regla. Cronómetro.

TEORÍA

Para pequeños ángulos de oscilación, un péndulo simple describe un movimiento armónico simple de   periodo: .
Midiendo el periodo de oscilación del péndulo, podemos obtener el valor de la aceleración de la gravedad, g

Procedimiento

Hacer el montaje que se indica en la figura.

Colocar una pesa de valor m₁ y separarla de   

su posición de equilibrio. Medir el tiempo t₁

que tarda en hacer 10 oscilaciones completas.

Calcular el periodo .

Repetir el mismo procedimiento para distintas longitudes del hilo.

Datos experimentales

Longitud* (m)
t (s)
T2

* Nota: La longitud del péndulo es la distancia desde el punto de sujeción al centro de masas de la esfera, y por tanto es la longitud del hilo más el radio de la esfera.

Por último representamos los resultados para determinar g :


RESULTADOS_realizados en el laboratorio con Excel y vuestros datos de longitud y tiempo

Longitud(m)	0,41	0,25	0,52	0,06	1,36
t (s)	12,9	10,16	14,53	4,91	23,33
T=t/10	1,29	1,02	1,45	0,49	2,33
T2	1,66	1,03	2,11	0,24	5,44
g=4pi2L/T2	9,72	9,55	9,71	9,82	9,85	9,73	media de g m/s2

Análisis de datos experimentales

1º.  Calcular g como el valor medio de los obtenidos.

2º.  Representar a ordenador en una gráfica   T² frente a la longitud del hilo. Obtendremos aproximadamente una recta de pendiente .

3º. Dibuja a ordenador la recta de regresión.

4º. Obtén también g a partir de la pendiente de la recta.