Empuje y densidad del fluido
Este trabajo estudia el efecto de la densidad del fluido sobre el empuje que sufre al sumergirlo.
Para ello, se va a comparar la fuerza que hay que hacer para levantar un objeto sumergido en varios
líquidos diferentes y la que hay que hacer para levantarlo en el aire.
Enlace al guión de laboratorio.
Material- Soporte, nuez, pinza y dinamómetro- Probeta - Objetos de distinto peso y volumen. En conveniente que alguno sea de aluminio (deben caber en la probeta) - Líquidos de diferentes densidades: agua, alcohol, tetracloruro de carbono |
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El experimento se simplifica mucho si se dispone de objetos de la misma forma y tamaño pero hechos con diferentes materiales.
Por ejemplo, esferas o cilindros de materiales diversos. El aluminio permite buenas observaciones por su baja densidad. |
Comentarios a la preparación del montaje
Sujetar el dinamómetro con la pinza da más estabilidad que colgarlo y se trabaja mejor.
Trabajando con líquidos suele haber derrames, hay que hacer el montaje lejos de materiales que se
dañen al mojarse. Por ejemplo, los cuadernos de los alumnos.
Los alumnos tienen tendencia a llenar completamente la probeta.
Hay que hacerles ver que el nivel va a subir al sumergir el sólido.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Medir volúmenes tanto por inmersión como midiendo sus dimensiones (en el caso de sólidos regulares).
- Comprobar aparición de una fuerza de empuje al sumergir un sólido en un fluido.
- Observar el efecto de la densidad del fluido sobre el valor del empuje.
El cálculo de volúmenes a partir de dimensiones como diámetros o radios y alturas exige la utilización de expresiones matemáticas
que raramente los alumnos conocen de memoria. Exige una búsqueda previa de esas expresiones y la orientación en su uso.
La medición del volumen por inmersión es muy poco precisa por la limitación de la precisión de las probetas.
Sin embargo, es fácil observar que objetos de volúmenes iguales pero de diferente material y peso tienen empujes iguales en un mismo fluido.
Es decir, a los alumnos les llama mucho la atención que si se usan dos esferas iguales o dos cilindros iguales,
pero uno de hierro y otro de aluminio, sufren ambos el mismo empuje a pesar de su diferente peso.
Es muy interesante hacer la inmersión en tetracloruro de carbono para observar un empuje claramente mayor que en agua. Esta parte del trabajo
se debe relacionar con la diferencia de flotación en agua dulce y en agua de mar debido a sus diferentes densidades.
 Medición en inmersión |
 Medición en el aire |
