PrinciPio de PrinciPio de ArquímedesArquímedes

Álvaro Guil Laynez 2ºBÁlvaro Guil Laynez 2ºB

enunciAdoenunciAdo "Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta "Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta

un empuje vertical hacia arriba igual al peso del un empuje vertical hacia arriba igual al peso del f luido que desalojafluido que desaloja

*Fluido que desaloja: parte del f luido que e l ob jeto *Fluido que desaloja: parte del f luido que e l ob jeto “quita de su s it io” para ocupar ese espacio“quita de su s it io” para ocupar ese espacio

comProBAciÓn eXPerimenTALcomProBAciÓn eXPerimenTAL

Para medir el peso de un Para medir el peso de un objeto utilizamos un objeto utilizamos un dinamómetro o muelle. dinamómetro o muelle. Cuando el objeto no tiene Cuando el objeto no tiene aceleración, la fuerza aceleración, la fuerza resultante es cero: midiendo resultante es cero: midiendo la fuerza que ejerce el muelle la fuerza que ejerce el muelle podemos saber la fuerza que podemos saber la fuerza que ejerce la Tierra sobre el objeto ejerce la Tierra sobre el objeto (peso)(peso)

FT,o=?

Fm,o=0,5 N

Fres=0 → FT,o=0,5 N

comProBAciÓn eXPerimenTALcomProBAciÓn eXPerimenTAL Cuando lo sumergimos en agua, el objeto desalojará parte del Cuando lo sumergimos en agua, el objeto desalojará parte del

agua de su sitio, subiendo el nivel de agua en el vaso. agua de su sitio, subiendo el nivel de agua en el vaso.

En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta marcar 20 En este caso concreto, el nivel del agua sube hasta marcar 20 cmcm33 más. Por tanto, el objeto desaloja 20 cm más. Por tanto, el objeto desaloja 20 cm33 de agua (que será de agua (que será el volumen del objeto)el volumen del objeto)

Como la densidad del agua es 1 g/ cmComo la densidad del agua es 1 g/ cm33, la masa de agua , la masa de agua desalojada es 20 g y su peso: 0,2 N. desalojada es 20 g y su peso: 0,2 N.

Según el principio de Arquímedes, el agua empujará al objeto Según el principio de Arquímedes, el agua empujará al objeto

con una fuerza vertical y hacia arriba: Fcon una fuerza vertical y hacia arriba: Fa,oa,o=0,2 N=0,2 N

Fa,o=?

comProBAciÓn eXPerimenTALcomProBAciÓn eXPerimenTAL

El peso del objeto sigue El peso del objeto sigue siendo el mismo (0,5 N), sin siendo el mismo (0,5 N), sin embargo el dinamómetro embargo el dinamómetro indica tan sólo una fuerza indica tan sólo una fuerza de 0,3 N. Como asociamos el de 0,3 N. Como asociamos el peso a lo que indica el peso a lo que indica el dinamómetro, decimos que dinamómetro, decimos que el peso aparente disminuye.el peso aparente disminuye.

FT,o=0,5 N

Fm,o=0,3 N

Fres=0 → Fa,o=0,2 N

¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la ¿Qué pasará cuando el objeto se sumerja sólo la mitad?mitad?

¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en ¿Qué pasará cuando el objeto este lleno del fluido en el que se sumerge?el que se sumerge?

si eL PrinciPio de Arquímedes es si eL PrinciPio de Arquímedes es correcTo, Podemos Predecir nuevAs correcTo, Podemos Predecir nuevAs

siTuAciones:siTuAciones:

¿qué PAsArá cuAndo eL oBjeTo ¿qué PAsArá cuAndo eL oBjeTo se sumerjA sÓLo LA miTAd?se sumerjA sÓLo LA miTAd?

El objeto sigue pesando 0,5N, El objeto sigue pesando 0,5N, pero ahora el fluido lo empuja pero ahora el fluido lo empuja hacia arriba con 0,1N (la mitad hacia arriba con 0,1N (la mitad de lo que le empujaba cuando se de lo que le empujaba cuando se sumergía entero)sumergía entero). .

*Por tanto, el peso aparente (la *Por tanto, el peso aparente (la fuerza que ejerce el muelle) es fuerza que ejerce el muelle) es ahora 0,4 Nahora 0,4 N

Fa,o=0,1 N

FT,o=0,5 N

Fm,o=0,4 N

¿qué PAsArá cuAndo eL oBjeTo esTe ¿qué PAsArá cuAndo eL oBjeTo esTe LLeno deL fLuido en eL que se sumerge?LLeno deL fLuido en eL que se sumerge?

FT,o=0,2N

Fm,o=0 NFm,o=0,2N

FT,o=0,2N

Fa,o=0,2N

El objeto “parece” que no pesa pues como el objeto es de agua: FT,o=Fa,o

en generAL, PArA Todo oBjeTo sumergido en generAL, PArA Todo oBjeTo sumergido en un fLuido:en un fLuido:

El objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (FEl objeto está sometido a dos fuerzas: el peso (FT,oT,o: vertical y hacia abajo) y : vertical y hacia abajo) y

el empuje (Fel empuje (Ff,of,o: vertical y hacia arriba).: vertical y hacia arriba).

El volumen del objeto coincide con el volumen del fluido desalojado. La El volumen del objeto coincide con el volumen del fluido desalojado. La masa del objeto (o) y la masa del fluido desalojado (f) son distintas debido a masa del objeto (o) y la masa del fluido desalojado (f) son distintas debido a

la diferente densidad (la diferente densidad (ρρ): m): moo==ρρoo·V m·V mff==ρρff·V·V

FT,o = mo·g = V·ρo·g

Ff,o = mf·g = V·ρf·g

en generAL, PArA Todo oBjeTo sumergido en generAL, PArA Todo oBjeTo sumergido en un fLuido:en un fLuido:

Si Si ρρoo>>ρρff : el objeto se hunde hasta el fondo. : el objeto se hunde hasta el fondo.

Si Si ρρoo==ρρff : el objeto parece que que no pesa y se queda donde lo dejemos. : el objeto parece que que no pesa y se queda donde lo dejemos.

Si Si ρρoo<<ρρff : el objeto se va hacia arriba y flota. : el objeto se va hacia arriba y flota. En este caso, si V es el volumen En este caso, si V es el volumen

del objeto, ¿de qué dependerá el volumen V’ sumergido?del objeto, ¿de qué dependerá el volumen V’ sumergido?

FT,o = mo · g = V · ρo · g

Ff,o = mf · g = V · ρf · g

Gracias a Paco Tejero por dejarnos la hora de Gracias a Paco Tejero por dejarnos la hora de

Filosofía para hacer las fotos, a Rafa por los Filosofía para hacer las fotos, a Rafa por los

materiales y a la mano de Ana.materiales y a la mano de Ana.