PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

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CURSO: 
FISICA 2
DOCENTES:
· GUSTAVO CESAR VALDIVIA MERAVICTOR
· GUSTAVO BENITO CRUZ VEGA
ALUMNOS:
· Araceli Patricia Celiz Espinoza
· Joseph Arévalo Alamas 
· María Fernanda Calle Sánchez
· Jaime Bellido Ynga
· Ricardo García Padilla
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL - AMBIENTAL
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
 LIMA-PERÚ
2019
INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo permite comprender que la física no es solamente abstracta, sino que es práctica y ocurre en la vida diaria, en la cotidianidad del ser humano.
El estudio del principio de Arquímedes busca tener claridad acerca de la forma en que se puede saber o comprobar la densidad de un objeto. Para ello se coloca en práctica este principio introduciendo una pelota de plástico (poliuretano) a un recipiente de agua como primer caso y colocando una canica sobre un recipiente de agua como segundo caso.
MARCO TEÓRICO
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 newton (en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así:
Donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V 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. El empuje (en condiciones normales y descritas de modo simplificado) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena. 
El concepto clave de este principio es el `empuje', que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.  El empuje es igual al peso del fluido desplazado. Esta ley se denomina principio de Arquímedes, por el científico griego que la descubrió en el siglo III antes de nuestra era.
Hidrostática 
La hidrostática es la rama de la física que estudia los fluidos en estado de equilibrio. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.	
Presión en un fluido 
La presión en un fluido es la presión termodinámica que interviene en la ecuación constitutiva y en la ecuación de movimiento del fluido, en algunos casos especiales esta presión coincide con la presión media o incluso con la presión hidrostática.
Presión hidrostática 
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión: Donde, usando unidades del SI, 
· P es la presión hidrostática (en pascales); 
· ρ es la densidad del líquido (en kilogramos sobre metro cúbico); 
· g es la aceleración de la gravedad (en metros sobre segundo al cuadrado); 
· h es la altura del fluido (en metros). Un líquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
SIGNIFICADO DE ALGUNOS TÉRMINOS:
DENSIDAD: En física y química, la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto griego
FLUIDOS: Se le denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas partículas solo hay una fuerza de atracción débil.
VOLUMEN: El volumen​ es una magnitud métrica de tipo escalar​ definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud.
PRIMER CASO EXPERIMENTAL
MATERIALES:
· Pelota anti estrés
· Agua
· Recipiente trasparente
FÓRMULAS A USAR:
· Principio de Arquímedes: 
 
· Volumen de la pelota: 
· Área de la pelota: 
Una pelota de plástico (poliuretano) con diámetro de 7 cm, es sumergida en un recipiente de agua, el cual, el cuerpo flota un 30% de su volumen.
a) ¿Cuál es la fuerza que deberíamos aplicar para sumergir a la totalidad del cuerpo y mantenerla en reposo?
b) Hallar la masa de la pelota
Resolución: 
A)
E= W
Pl × g × Vsumr = m × g
1000 × 9.81 × 0.00018 (30%) = m × 9.81
m = 0.054 N
B)
Σ↑ = Σ ↓
Pl × g × Vsumr = W × F
1000 × 9.81 × 0.032.70018 = 0.054 × F
F = 32.7 N
SEGUNDO CASO EXPERIMENTAL
MATERIALES:
· Canica 
· Agua
· Recipiente trasparente
FÓRMULAS A USAR:
· Principio de Arquímedes: 
 
· Volumen de la canica: 
· Área de la canica: 
CONCLUCIONES
Este experimento tuvo como objetivo principal objetivo calcular la fuerza de Empuje que ejerce el agua sobre la pelota de plástico. Esta fuerza se puede explicar debido a que la presión del agua aumenta con la profundidad, por consiguiente, la fuerza resultante conocida como fuerza de empuje se dirige hacia arriba; en este momento la pelota de plástico está en equilibrio, ya que la fuerza gravitatoria va hacia abajo.
Σ F = 0
W - E = 0
E = W
Pl × g × Vsumr = m × g
Con la pelota de plástico bajo el agua, la fuerza de flotación, igual al peso de una porción de agua del tamaño de la pelota de plástico, es mucho mayor que el peso de la pelota de plástico. Por lo tanto, existe una gran fuerza neta hacia arriba, que explica por qué es tan difícil sostener la pelota de plástico bajo el agua.
Finalmente, experimento nos permitió calcular la fuerza que deberíamos aplicar para sumergir a la totalidad del cuerpo y mantenerla en reposo y confirmar la veracidad de principio de Arquímedes.