Principio de Arquímedes

Este gran inventor, matemático, ingeniero, astrónomo y otras cosas (griego) que vivió unos 300 años antes de Cristo en la isla de Sicilia donde también murió, asesinado por un soldado romano, dedujo entre otras muchas cosas, el principio que lleva su nombre.

Hay personas que dicen de carrerilla este principio como el loro que dice lo que sabe pero no sabe lo que dice.

Cuando tú lo digas, piensa bien en cada palabra que dices.

¿Qué nos dice el principio el principio de este gran señor?

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta, siente, sufre, nota un empuje vertical y hacia arriba.

Analicemos este comienzo de razonamiento, paso a paso:

1)

 termo e hidro

Vemos una vasija con agua hasta la señal 3 y un objeto de madera rectangular fuera del recipiente.

2)

termo e hidro

Introducimos el objeto dentro de la vasija con agua (1) y notamos que:

El taco de madera flota tras haberse hundido un poco.

Asciende un poco el nivel del agua.

Al tratar de introducir completamente el taco de madera dentro del agua (2) notamos que hay una fuerza que le empuja verticalmente hacia arriba. Si queremos que el taco de madera permanezca dentro del agua hemos de aplicar una fuerza. Tenemos que vencer la fuerza de empuje ascensional.

Observa hasta donde ha subido el nivel del agua. Vemos que ha sobrepasado levemente el nivel 2.

Ahora extraemos el agua que ha subido desde el nivel que teníamos antes de introducir el taco de madera en el agua y el que ha alcanzado al final.

Esta agua la depositamos en un recipiente y la pesamos. 

termo e hidra

Vemos que pesa 150g incluido el peso del recipiente que es de 60g. Esto significa que el agua que hemos sacado del recipiente pesa 150 – 60 = 90g.

¿Qué significado tiene el peso del agua contenida en el pequeño recipiente?

Significa el peso que pierde el taco de madera dentro del agua y que además es el peso-fuerza del empuje vertical.

Cuanto acabamos de indicar vamos a verlo de otro modo:

1) Tenemos una balanza y un vaso completamente lleno de agua.

termo e hidro

2) Colocamos el vaso con agua en el platillo de la balanza y vemos que pesa 55g.

A su lado ves una manzana que tiene un peso de 35g.

tyermo ehidro

3) Introducimos la manzana dentro del vaso que está lleno de agua.

termo e hidro

Al estar el vaso lleno de agua e introducir la manzana hay una porción de agua que se derrama y lo recoge el platillo de la balanza.

Ahora el peso que tenemos en el platillo equivale al del vaso con agua y la manzana: 55 + 35 = 90g.

4) Recogemos el agua que se ha derramado y la pesamos:

termo e hidro

 

Comprobamos que el peso del agua derramada es de 15g.

¿Qué significan estos 15g?

Significan dos cosas:

a) Que la manzana fuera del agua pesa 35g pero dentro del agua pesa 15g menos.

b) Esos 15 g son el empuje (fuerza) vertical ascensional que el agua le produce a la manzana.

El principio de ARQUÍMEDES nos dice:

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascensional por lo que pesa menos.

El peso que pierde equivale al peso del fluido que ha desalojado.

Dicho de otro modo:

Todo cuerpo sumergido en un fluido pierde peso.

El peso que pierde es el mismo que el peso del fluido que ha desalojado o desplazado.

4.39 Una bola de acero al introducir en un recipiente con agua se va al fondo. ¿Esa bola de acero dentro del recipiente pesa menos?

Razona tu respuesta

Respuesta: Sí.

Solución

Es lo mismo que flote o que se hunda, en ambos casos desplaza agua, poca o mucha. Si se hunde completamente desplazará más cantidad de agua.

Siempre pierde peso. El valor del peso que pierde equivale al peso del agua que ha desalojado o ha desplazado.

4.40 En la foto que tienes a continuación ves una piedra. Si te dijeran que calcularas su volumen de un modo exacto ¿qué harías?

termo e hidro

Respuesta: 0,100dm3

Solución

Para calcular exactamente necesito utilizar fórmulas. Las fórmulas se aplican a figuras regulares, pero esta piedra, todo lo tiene irregular.

Lo más simple es introducir en una probeta que esté graduada: 

termo e hidro

Tengo la piedra y la probeta graduada. Al agua le he añadido un colorante para ver mejor las medidas.

Introduzco la piedra dentro de la probeta:

termo e hidro

Compruebo que el nivel del agua ha ascendido 0,100 litros.

Esta medida es el volumen de la piedra, es decir, 0,100 dm3 porque sabemos que 1dm3 equivale a 1 litro de agua que pesa 1kg.

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