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• Diego Alejandro Cifuentes Alarcon

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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10)

Guías de Prácticas de Laboratorio

Identificación: (1) GL-PS-F-1 Número de Revisión No.: (3) Páginas: (2) 7 1 Fecha Emisión: (4) 2011/08/31

Laboratorio de: (5) FÍSICA CALOR Y ONDAS Titulo de la Práctica de Laboratorio: (6) FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE

Elaborado por: (7)

Revisado por: (8)

Aprobado por: (9)

ANGEL M. CHAPARRO C.

Carlos Roberto Hernández R.

Comité de Departamento de Física

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FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10) Control de Cambios Razones del Cambio Guía de práctica de laboratorio inicial Cambio de formato

Cambio a la Revisión # 0

Fecha de emisión 15/08/15

1

01/11/15

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FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10) 1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: (11) Departamento de Física 2. PROGRAMA: (12) Ingeniería: Multimedia, Civil, Mecatrónica, Industrial y Telecomunicaciones. 3. ASIGNATURA: (13) Laboratorio de Física Calor y Ondas 4. SEMESTRE: (14) Tercero 5. OBJETIVOS: (15) Medir y caracterizar la fuerza de empuje que recibe un cuerpo introducido en un fluido y entender el carácter de esta.

6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR: (16) El estudiante estará en capacidad de: - Expresar y caracterizar el carácter de la fuerza de empuje que transmite un fluido sobre un cuerpo que esta parcial o totalmente introducido dentro de un fluido - Utilizar e interpretar métodos de medición de la fuerza de empuje según la naturaleza de los objetos y fluidos utilizados. - Analizar las condiciones de flotación de un cuerpo dentro de un fluido interpretar los resultados obtenidos de acuerdo con los objetivos y el marco teórico. - Socializar y argumentar los resultados de su trabajo experimental. - Proponer alternativas de solución y plantear cuestionamientos El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 3 de 7 GL-PS-F-1

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FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10) 7. MARCO TEORICO: (17) Con base en la bibliografía propuesta, contestar y entender las siguientes preguntas relacionadas con la fuerza de empuje que recibe un cuerpo que esta introducido parcial o totalmente dentro de un fluido y las condiciones de flotabilidad de un cuerpo dentro de un fluido:

“Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido desplaza una cierta cantidad de Liquido, igual al volumen de la parte sumergida por él”. -

¿Qué características tiene la fuerza de empuje? ¿De qué parámetros depende? ¿Porque es una fuerza ascendente? ¿Qué formas prácticas se pueden utilizar para medir la fuerza de empuje que recibe un cuerpo introducido dentro de un fluido? ¿Cómo se puede medir la fuerza de empuje? ¿Qué condiciones físicas debe cumplir un cuerpo para que flote dentro de un fluido? ¿En términos de la densidad relativa que valores de densidad debe tener un cuerpo para que flote parcial, total o se vaya al fondo del recipiente que contiene el fluido? ¿Puede una boya metálica flotar dentro de un fluido? Explique Demostrar utilizando diagramas de fuerzas, que la fuerza de empuje que ejerce un fluido sobre un sólido de densidad mayor que la del fluido cuando este, esta sostenido por una cuerda que pende de un dinamómetro o balanza es:

8. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O EQUIPOS: (18) Para esta práctica son básicos los siguientes materiales: - Balanza - Calibrador - Objetos de geometría regular e irregular - Diferentes líquidos - Densímetros - Probetas - Vasos de precipitado - Beaker - Soportes El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 4 de 7 GL-PS-F-1

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FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10) 9. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZAR: (19) Cuidado. Se recomienda tener extremo cuidado en la manipulación de los diferentes elementos: Probetas, Baker, Densímetros líquidos y demás elementos ya que debido a su fragilidad y naturaleza son de fácil rompimiento y contaminación El equipo utilizado es, en general, delicado por lo que se debe evitar golpes que pueden ocasionar ruptura. 10. CAMPO DE APLICACIÓN: (20) Junto con los aspectos académicos de comprobación de las predicciones teóricas inherentes a la práctica, el estudiante puede percibir la importancia de la fuerza de empuje y entender el porqué, los cuerpos pueden flotar y en otros casos ascender a través de un fluido. 11. PROCEDIMIENTO, METODO O ACTIVIDADES: (21) Para sólidos: - Proceda al alistamiento y montaje adecuado del equipo Flotación - Coloque un cuerpo que flote parcialmente dentro de un fluido (agua). Verifique que la densidad relativa del cuerpo es menor que 1 o que la densidad absoluta es menor que la densidad del fluido - Coloque dos cuerpos que floten dentro del mismo fluido (agua). ¿Qué puede decir con respecto a: la fuerza de empuje, el volumen del cuerpo introducido y la densidad de los cuerpos. Son iguales, diferentes? Explique sus respuestas. - Repita los mismos procedimientos anteriores en otro fluido (alcohol), y haga los mismos análisis - ¿Existe alguna relación entre la densidad del cuerpo y el porcentaje de cuerpo introducido? - Si un cuerpo se coloca dentro de un fluido que se va al fondo del recipiente que contiene el fluido, como es su densidad relativa, ¿Este cuerpo podría flotar en otro fluido? Explique Fuerza de Empuje Para cuerpos que tengan una densidad relativa mayor que 1 - Mida el volumen de cada objeto y calcule los valores teóricos de la fuerza de empuje Fempuje = ρ fluido gVi , que recibiría cada objeto al estar introducido completamente dentro de: Agua, Alcohol y glicerina respectivamente. Tome el valor de la densidad del fluido según medida hecha con el densímetro, El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 5 de 7 GL-PS-F-1

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FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10) volumen del objeto medido con el calibrador y g= 9,8 m/s . Exprese la incertidumbre en el calculo de la fuerza de empuje - Para medir la fuerza de empuje experimental utilice la balanza y mida la masa de cada cuerpo en el aire y su masa aparente cuando esta introducido completamente dentro del fluido respectivo. Utilice la relación (1) y calcule el valor de la fuerza de empuje experimental con su incertidumbre Cuerpo 1 F. empuje Masa del Masa Fuerza de teórica cuerpo aparente empuje experimental Agua Alcohol Glicerina 2

Cuerpo 2

F. empuje teórica

Masa del cuerpo

Masa aparente

Fuerza de empuje experimental

Agua Alcohol Glicerina -

Compare sus resultados. ¿Estos están en el rango esperado? Haga sus análisis - Plantee los análisis y conclusiones correspondientes. Nota. Por la dificultad de manipular la glicerina, se colocara un solo montaje para medir la fuerza de empuje en la glicerina, de tal manera que se colocaran dos cuerpos idénticos el uno para medir su masa en la balanza y su réplica estará siempre en el recipiente con glicerina para medir su masa aparente y así evitar la contaminación con la glicerina. 12. RESULTADOS ESPERADOS: (22) Se espera que el estudiante determine la densidad de diferentes sustancias sólidas y líquidas y pueda caracterizarlas adecuadamente para diferenciarlas entre sí, con el fin de proponer usos según las necesidades de cada programa. 13. CRITERO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA (23) 20%

Presentación escrita del marco teórico de la práctica a desarrollar que incluye: portada, objetivos, desarrollo del marco teórico, procedimiento, bibliografía y webgrafía; y/o quiz.

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80%

FLOTACION Y FUERZA DE EMPUJE (10) Presentación escrita del informe de la práctica totalmente desarrollada, con adecuada ortografía y redacción que incluye: toma de datos, representación gráfica de los datos (tablas, graficas), análisis e interpretación de los datos y conclusiones.

Nota: Cada práctica se evaluará en la escala de calificación de cero a cinco y la no asistencia del estudiante a la práctica implicará una nota de cero. La nota del corte del laboratorio corresponde al promedio de las notas de las prácticas que incluye la nota de la evaluación final en cada corte. 14. BIBLIOGRAFIA: (24) -

SERWAY Raymond, Jewett John. Física para ciencias e ingeniería. Volumen 1. Thomson editores, sexta edición. 2005. SEARS, Zemansky, Young. Física universitaria, Volumen 1. Pearson, Addison Wesley. Undécima edición. 2004. LEA Susan. Física, la naturaleza de las cosas. Volumen 1. Internacional, Thomson editores, 1999. LANE resse Ronald. Física universitaria, Volumen 1. Thomson editores. 2002.

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