Informe 15 - Fuerza de Empuje

 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL FISICA I DOCENTE ING. FLORES TAPIA, JOHN ALEXANDER

TEMA FUERZA DE EMPUJE

ALUMNOS FLORES MENDOZA, GUILLERMO MAMANI AYQUE, JOHN HOWER VILLANUEVA CUNO, JULIO

AREQUIPA, 25 DE NOVIEMBRE DEL 2014

Conservación de la Energía Mecánica

FISICA I INDICE

OBJETIVOS ..................................................................................................................................................... 2 Objetivos Generales .................................................................................................................................... 2 Objetivos Específicos................................................................................................................................... 2 MATERIALES .................................................................................................................................................. 2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL .............................................................................................................. 2 1.

Calculo de mediciones directas .......................................................... Error! Bookmark not defined.

ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES .................................................................................................... 3 1.

Alcance horizontal promedio ............................................................................................................... 3

2.

Energía Mecánica en el punto A ......................................................... Error! Bookmark not defined.

3.

Energía Mecánica en el punto B ......................................................... Error! Bookmark not defined.

4.

Energía Mecánica en el punto C. ........................................................ Error! Bookmark not defined.

COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS ........................................................................... 5 CUESTIONARIO FINAL ................................................................................................................................... 5 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................... 6

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Conservación de la Energía Mecánica

FISICA I OBJETIVOS

Objetivos Generales - Determinar la fuerza de empuje en un cuerpo solido sumergido en un fluido. - Determinar la Densidad del Agua empleando el principio de Arquímedes. Objetivos Específicos - Entender el concepto real de Empuje Hidrostático o Fuerza Boyante. - Calcular la Magnitud de del Empuje Hidrostático. - Reconocer a que se conoce como Principio de Arquímedes. - Desarrollar y analizar un gráfico de la Fuerza de Empuje en Función del Volumen desalojado.

MATERIALES -

Soporte Universal. Probeta Graduada de 50 ml. Probeta de Rebose. Dinamómetro de 3N. Dinamómetro de 1.5N. Pinza con gancho. Bloques metálicos. Taco de madera. Balanza digital. Hilo. Franela.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Analice la balanza, la probeta y el dinamómetro. Señale la incertidumbre de las medidas hechas con estos instrumentos. - Incertidumbre en las medidas hechas con la balanza: 0.1 - Incertidumbre en las medidas hechas con la probeta: 0.1 - Incertidumbre en las medidas hechas con el dinamómetro: 0.1

2. Seleccionar los bloques a usar, ordenándolos de menor a mayor volumen. 3. Colocar la probeta graduada a la salida de la probeta de rebose como se muestra en el esquema. La probeta de rebose debe contener la máxima cantidad de agua posible. 4. Con ayuda del dinamómetro mida el peso del primer bloque, este peso se denominara  Anotar su lectura en la Tabla 1. 5. Mantenga colgado el bloque del dinamómetro y sumerja el bloque completamente en el agua que se encuentra dentro de la probeta de rebose, esto hará que derrame agua de la probeta de rebose en la probeta graduada. 6. Observe la cantidad de agua almacenada en la probeta graduada y mida este volumen desalojado V. 7. Mida el peso aparente del bloque leyendo el dinamómetro cuando el bloque esta dentro del agua.

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Conservación de la Energía Mecánica

FISICA I

Lectura 1 2 3 4

Tabla 1 w(N) w1(N) 1.1 0.69 1 0.6 0.85 0.52 0.8 0.5

V(cm³) 39 36.6 30 29

ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES 1. Complete la Tabla 2 calculando el empuje B que ejerce el agua sobre cada bloque

lectura 1 2 3 4

Tabla 2 V(m³) 0.000039 0.0000366 0.00003 0.000029

B(N) 0.0003814 0.0003579 0.0002934 0.0002836

2. Grafique la fuerza de empuje en función del volumen desalojado. (Grafica 1).

LA FUERZA DE EMPUJE EN FUNCIÓN DEL VOLUMEN DESALOJADO 0.00039 0.00037

Y = 9.78x

0.00035

   e    j    u    p    m0.00033    E    e     d    a 0.00031    z    r    e    u    F

0.00029

LA FUERZA DE EMPUJE EN FUNCIÓN DEL VOLUMEN DESALOJADO Linear ( LA FUERZA DE EMPUJE EN FUNCIÓN DEL VOLUMEN DESALOJADO)

0.00027 0.00025

0.000028 0.00003 0.000032 0.000034 0.000036 0.000038 0.00004 Volumen Desalojado

Comentario: El grafico nos muestra

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Conservación de la Energía Mecánica

FISICA I

3. Halle la Pendiente B y el intercepto A de la curva con el eje Y. 

          

4. Con los resultados de la pregunta anterior, escriba la ecuación de la recta de la Gráfica 1.   

5. Relacione la ecuación de la recta obtenida con la ecuación de la recta obtenida con la ecuación 15.1 del fundamento teórico y explique el significado de la pendiente de la Gráfica 1.    ……(15.1)

Dónde:                    

La pendiente de la recta esta en relación de la fuerza de empuje con el volumen del liquido 





 



 

Pero, nosotros sabemos que la densidad del fluido que en este caso es el agua, su densidad es 1. Por ello la masa debe ser igual a la gravedad   

  

6. Calcule la densidad del agua a partir de la pendiente de la Gráfica 1.

Sabemos entonces: 

     ⁄      ⁄      ⁄ 

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 

 



 

   ⁄

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FISICA I

COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS 1. Realice una comparación porcentual entre la densidad del agua experimental y teórica.     ⁄     ⁄ 

   

 

2. De la comparación anterior, ¿Qué tipo de error se ha cometido? Explique. Error Accidental mínimo, ya que la diferencia no es demasiado considerable.

CONCLUSIONES 1. si un cuerpo está sumergido en agua va a experimentar una fuerza ejercida por el agua, esta fuerza de empuje que en nuestro experimento fue de   N, debe ser normal y dirigida hacia la superficie. 2.

CUESTIONARIO FINAL 1. ¿Qué factores influyen en los resultados del experimento? Explique. Los factores que influyen son las mediciones directas e indirectas ya que los resultados están sujetos a los datos obtenidos durante la práctica si es que variamos los resultados de alguno, deberían variar.

2. ¿De qué otra forma pudo haberse calculado el volumen de los objetos utilizados? Mediante la utilización de instrumentos para medir las dimensiones de los bloques. Para luego aplicar las formulas correspondientes para calcular el volumen de los objetos.

3. Señale la utilidad de esta práctica en su carrera profesional. Desarrollar esta práctica nos permitirá determinar del peso específico de sólidos más pesados que el agua y del volumen de cuerpos irregulares. Nos ayudan en los cálculos de centros de masas de los objetos sumergidos, en estudios de flujos mediante la ley de Arquímedes podemos calcular la fuerza de empuje de elementos de construcción.

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FISICA I

BIBLIOGRAFÍA 1) Baird, D; Experimentación: Una introducción a la teoría de mediciones y al diseño de experimentos, 2da edición, Prentice Hall Hispanoamérica. 2) Alonso, M. & Finn, E.J; Fisica Volumen I: Mecánica, 1991 3) Pérez, M. Héctor (2009) Física general, Ed. Grupo Editorial Patria. http://arfiexp.tripod.com/manual_de_laboratorio3.htm#1

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