APLICACIÓN PRÁCTICA

Principio de Arquímedes:

El empuje es igual al peso del líquido o gas reemplazado por el cuerpo.

Instrucciones de uso del applet Actividades para trabajar la aplicación

Actividades para la Aplicación Práctica

1.- Fija la densidad del cuerpo en un número mayor que la densidad del líquido. Pulsa "enter" en el teclado. Arrastra el dinamómetro hacia abajo y comprueba que se puede hundir todo el bloque. El valor de la distancia hundida (draught) coincide con la altura del cuerpo. Comprueba también que el número que indica el peso aparente (measured force) es igual al peso del cuerpo (wieght of body) menos el empuje (buoyant force).

2.- Fija el valor de la densidad del líquido en un valor doble que el del sólido (por ejemplo 3 y 6). Arrastra hasta hundir el bloque de volumen (100 * 5) cm3 todo lo que puedas. Cuando ya no se pueda hundir más, el peso es igual al empuje. Comprueba que la distancia hundida es la mitad de la altura del bloque y que el peso aparente es cero. El valor que indica "draught" ¿será el mismo si escoges una escala grande para el dinamómetro o será menos precisa la medida?¿Cuál es el empuje máximo, mínimo y medio mientras se hunde? ¿Varía el empuje con el cuadrado de la profundidad o linealmente?

3.- Fija los valores de la densidades de manera que la del líquido sea 5 veces mayor que la del sólido (1 y 5 p.e). Para fijar los valores pulsa "enter" antes de retirar el cursor del cuadro de texto. Comprueba que sumergiendo la quinta parte de su altura, el cuerpo desaloja un peso de líquido igual al peso del cuerpo (relación de densidades 1/5).

4.- Fija la densidad del líquido en 1 y la altura del bloque 10 cm. Obtén datos para rellenar el cuadro inferior en el momento en que se alcance el equilibrio.

DENSIDAD CUERPO(g/cm3) MASA CUERPO (kg) EMPUJE (N) DISTANCIA HUNDIDA (cm) VOLUMEN DESALOJADO (cm3)
1
0.5
0.1


5.- TRABAJO DE EXTRACCIÓN. Hunde en el agua (d=1 g/cc) un bloque de: altura 10 cm, superficie 100 cm 2 y densidad 1 (igual a la del agua). Comprueba que se hunde totalmente. Cuando esté totalmente hundido en un recipiente de anchura y altura mucho mayor que el cuerpo, comienza a sacarlo. Calcula el trabajo necesario para sacarlo (justo hasta que su parte inferior quede alineada con la superficie del líquido). Piensa que debes tirar con una fuerza igual a su peso pero que te ayuda el empuje. Observa en el dinamómetro que la fuerza de tracción varía durante el recorrido. El trabajo lo realiza una fuerza que varía entre 0 y el peso real del cuerpo. Es como si el trabajo lo realizara una fuerza constante, que fuera la media aritmética entre esos dos valores, actuándo durante todo el recorrido (la media aritmética de la fuerza coincide con el valor del peso aparente cuando el bloque está hundido hasta la mitad. ¿Influirá el tamaño del recipiente exterior en el trabajo de extracción?

Comprobación de resultados

Para comprobar los resultados, pulsa el "botón de soluciones", que abrirá una pequeña ventana donde puedes encontrar las soluciones.

Cuestionario

Para comprobar tu grado de conocimiento del tema puedes pulsar para a contestar un cuestionario.

Instrucciones para manejar el applet

1.- Introduce en un líquido un objeto que cuelga de un dinamómetro. (Sitúa encima del dinamómetro el puntero del ratón y arrástralo, manteniendo el botón izquierdo del ratón pulsado). Si el empuje iguala al peso, se alcanza el equilibrio y, aunque arrastremos, no se introduce más.

2.- Se pueden variar, dentro de ciertos límites, los valores de la superficie de la base del cuerpo (base area of body), la altura del bloque (height of body), la densidad del cuerpo (density of body) y la del líquido (density of liquid) usando para ello las cajas de texto correspondientes. Para que se acepten los cambios debemos pulsar "enter" en el teclado antes de retirar el cursor del cuadro de texto. El applet calcula, según vamos sumergiendo el cuerpo, el volumen reemplazado, el peso del cuerpo (weight of body), el empuje (buoyant force) y el peso aparente (measured force). La distancia sumergida (draught) se va viendo en un cuadro de texto a medida que el bloque se hunde.

3.- Se pueden seleccionar diferentes escalas para el dinamómetro (measuring range). Si aparecen unas letras rojas indicando máximo excedido (maximum exceeded) es que tenemos una escala inadecuada y es necesario elegir una escala mayor para poder efectuar la práctica.

4.- Se ha usado como valor de la gravedad 9.81m/s2