EL PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA
El peso en el Sistema Internacional se representa con N. Esta es una magnitud derivada y su ecuación de dimensiones es
La masa en el Sistema Internacional se representa con kg. Esta es una magnitud fundamental.
El peso en el Sistema Internacional se representa con m3. Es una magnitud derivada y su ecuiación de dimensiones es
El dinamómetro es un instrumento utilizado para pesar objetos.
Posee una rapidez en la
medición bastante buena ya que da el resultado de lo que estemos
pesando en cuestión de segundos. Lo que tarda en medir es lo que el
muelle tarda en estabilizarse.
La sensibilidad del
aparato es buena, al utilizar un muelle puede fallar si añadimos una
cantidad muy pequeña de peso, pero por lo demás es muy sensible al
incremento o la disminución de peso.
La precisión del
dinamómetro es bastante buena ya que mide hasta 0,02 Newton por lo
que aún así podemos decir que mide hasta 0,01 Newtons ya que si un
peso se queda oscilando entre, por ejemplo, 0´04N y 0´06 N podemos
decir que el objeto pesa 0`05 N
La exactitud con la que
esta mide los objetos a veces puede no resultar del todo exacta ya
que al basarse en un muelle, este puede dar resultados distintos
dependiendo de si antes de colocar el peso está más o menos dado de
sí.
La báscula es un instrumento que
consiste en una plataforma donde se coloca la masa.
La rapidez de esta báscula
es un poco mala ya que no da el resultado instantáneamente, primero
oscila el resultado hasta quedarse en una cifra concreta.
A pesar de esto, la
báscula tiene una gran sensibilidad y a cada pequeña modificación
en el objeto, la báscula lo detecta enseguida y lo refleja en el
resultado, el cual es bastante preciso ya que mide hasta las décimas
de un gramo.
La exactitud de la báscula
no es la mejor ya que al poner varias veces el mismo objeto, esta
refleja un peso distinto(no muy variado) para cada intento. Esto
depende de varios factores como donde pongas en la báscula el objeto
o de que forma lo pongas.
El calibre es un
instrumento que se utiliza para medir la longitud de los objetos.
La rapidez con la que este
objeto mide se basa en nuestra habilidad y experiencia utilizándolo.
De todas formas no otorga el resultado de una forma inmediata.
La sensibilidad es buena,
ya que se ajusta a la medida exacta del objeto en cuestión.
Nuestro calibre mide 0,02
mm. Una medición muy precisa ya que está por debajo del centíetro.
Hemos pesado con un calibre el peso de las dos esferas, y los resultados han sido los siguientes:
Esfera plateada:
Peso=0,67N
Esfera negra:
Peso=0,22N
Vamos a utilizar estos datos para poder calcular la masa de cada una de las esferas, para ello vamos a utilizar la fórmula P=m·g y tomando como gravedad 9,8m/s2
Para calcular la masa vamos a despejarla en la fórmula, por lo tanto el resultado es el siguiente:
M=p/g
Masa esfera plateada:
M=p/g
M=6,7·10-1/9,8m/s2
M=0,0684kg·103g/kg=0,0684g·103=6,84·10g
Masa esfera negra:
M=p/g
M=0,22N/9,8m/s2
M=0,0225kg·103g/kg=0,0225·103g=22,5g=2,25·10 g
El volumen de la esfera plateada:
V=
V=(4·3,14·1,253/3)=8,18
El volumen de la esfera negra es igual que el de la esfera plateada
V1=V2
La densidad de la esfera plateada:
d=6,84·10g/8,18
=8,36g/La densidad de la esfera negra:
d=2,25·10 g/8,18
=2,75g/Esta densidad se corresponde con la del aluminio.
- Bola plateada: 68,4 g
Peso en Newtons: 0,675 N
Peso en Newtons sumergida: 0,59 N
-
Bola negra: 22,5 g
Peso en Newtons: 0,22 N
Peso en Newtons sumergida: 0,14 N
Empuje esfera plateada: Empuje=Preal-Paparente
Empuje=0,675
N-0,59 N=0,085 N=8,5·10
Empuje esfera negra: Empuje=Preal-Paparente
E= 0,22
N – 0,14 N=0,08 N = 8·10-2 N
Estos
valores son experimentales, ahora los contrastaremos con las predicciones
teóricas.
PREDICCIONES TEÓRICAS:
El
principio de Arquímedes dicta que el empuje es equivalente al cuerpo
multiplicado por el peso del volumen de fluido desalojado.
De esta
operación las magnitudes conocidas de forma experimental son la densidad del
agua (1g/cm3), la gravedad de la Tierra (9,8 m/s2) y el volumen (8,18 )
)
Al tener
ambas esferas el mismo volumen, los cálculos son los mismos para ambos casos.
Empuje=
Densidadagua·Gravedad·Volumenbola
E=8,18cm3·1g/m3·9,8
m/s
E=80cm3·g·m/s
E=0,08kg·(m/s2)
E=0,08 N
E= 8·10-2N
De esta manera observamos que el resultado obtenido de forma
experimental y el resultado que obtenemos de forma teórica es bastante similar.
Gracias a esta entrada hemos entendido mejor el pricipio de Arquímedes. También nos ha llamado la atención el hecho de que Arquímedes formulara una teoría tan compleja hace tanto tiempo.
