PRÁCTICA:
Con esta práctica pretendemos alcanzar los siguientes objetivos:
- Conocer y aplicar el método científico.:
En clase hemos aprendido a utilizar el método científico para obtener una ley que de explicación a un fenómeno. Esto lo conseguimos a través de una serie de pasos rigurosos ( observación, interrogación, hipótesis, experimentación, análisis, verificación, comunicación)
- Utilizar Internet para la creación de información (BLOG).
plasmaremos la información de la practica en el blog para que más gente lo pueda ver y aprender.
- Realizar mediciones rigurosas delimitando los errores de las mismas. En esta práctica hemos considerado los siguientes errores:
- Sistemáticos: errores que se producen en todas las medidas.
- Accidentales: producidos "aleatoriamente" durante la medición. Dentro de estos podemos encontrar dos términos pertenecientes a este tipo de errores:
- Paralaje: desviación angular de la posición de un objeto dependiendo desde dónde se mire, puede parecer una medida o otra.
- Menisco de un líquido: curva de la superficie de un líquido que depende del recipiente en el que el líquido este.
Para conseguir los objetivos explicados anteriormente, a continuación, vamos a analizar la vida y el experimento de Arquímedes, realizando nosotros el experimento.
1.VIDA:
 |
Hay pocos datos fiables sobre la vida de Arquímedes. Sin embargo, todas las fuentes coinciden en que era natural de Siracusa (Sicilia, Italia) y que murió durante el desenlace del sitio de Siracusa. Arquímedes nació c. 287 a. C. en el puerto marítimo de Siracusa, ciudad que en aquel tiempo era una colonia de la Magna Grecia. Conociendo la fecha de su muerte, la aproximada fecha de nacimiento está basada en una afirmación del historiador bizantino Juan Tzetzes, que afirmó que Arquímedes vivió hasta la edad de 75 años. Se desconoce, por ejemplo, si alguna vez se casó o tuvo hijos.
Fue un físico, ingeniero, inventor, astrónomo y matemático griego. Es considerado uno de los científicos más importantes de la Antigüedad clásica.
Entre sus avances en física se encuentran sus fundamentos en hidrostática, estática y la explicación del principio de la palanca. Es reconocido por haber diseñado innovadoras máquinas, incluyendo armas de asedio y el tornillo de Arquímedes, que lleva su nombre. Experimentos modernos han probado las afirmaciones de que Arquímedes llegó a diseñar máquinas capaces de sacar barcos enemigos del agua o prenderles fuego utilizando una serie de espejos.
2.CURIOSIDADES:
- ¿Cómo murió?
A consecuencia de su formidable poder de concentración Arquímedes había ignorado el asalto que las tropas romanas realizaron sobre la ciudad de Siracusa, donde vivía y esa distracción le costó la vida. Las últimas palabras de Arquímedes fueron dirigidas al soldado romano que le daría muerte: "¡Apártate de mis planos!", dicen que dijo antes de caer atravesado por la espada enemiga.
- ¿De dónde procede la palabra eureka?
Hieron, rey de Siracusa, pidió un día a su pariente Arquímedes que comprobara si una corona que había encargado a un orfebre local era realmente de oro puro. El rey le pidió también de forma expresa que no dañase la corona.
Arquímedes dio vueltas y vueltas al problema sin saber como atacarlo, hasta que un día, al meterse en la bañera para darse un baño, se le ocurrió la solución. Pensó que el agua que se desbordaba tenía que ser igual al volumen de su cuerpo que estaba sumergido. Si medía el agua que rebosaba al meter la corona, conocería el volumen de la misma y a continuación podría compararlo con el volumen de un objeto de oro del mismo peso que la corona. Si los volúmenes no fuesen iguales, sería una prueba de que la corona no era de oro puro.
A consecuencia de la excitación que le produjo su descubrimiento, Arquímedes salió del baño y fue corriendo desnudo como estaba hacia el palacio gritando:
"¡Eureka!" “¡Eureka!” (“¡Lo encontré! ¡Lo encontré!").
La palabra griega "¡Eureka!" utilizada por Arquímedes, ha quedado desde entonces como una expresión que indica la realización de un descubrimiento.
Al llevar a la práctica lo descubierto, se comprobó que la corona tenía un volumen mayor que un objeto de oro de su mismo peso. Contenía plata que es un metal menos denso que el oro.
Ayudó a la defensa de su ciudad:
Según cuenta la leyenda, durante el asedio de la tropas romanas a Siracusa (213-212 aC) fueron capaces de concentrar los rayos de sol en una zona muy reducida y de esta forma, dirigidos hacia la armada romana, provocaron el incendio de las naves. Arquímedes los situó de forma que los rayos del sol llegaran paralelos al eje y que, una vez concentrados, apuntaran a las velas de los barcos enemigos. Muy pronto los romanos vieron, atónitos, cómo las velas de sus barcos ardían como por arte de magia. El ejercito de Siracusa fue así capaz de destruir la armada de los invasores.
3.PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES:
El Principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
, o bien:
, 
Donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa. De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena. Este principio lo descubrió en una bañera.
4.NUESTRO PROCEDIMIENTO:
- Colgamos una esfera de metal de un dinamómetro y anotamos su peso.
- Vertimos agua en una probeta, hasta la mitad aproximadamente y mide con cuidado el volumen tratando de no cometer el error de paralelaje
- Sumergimos la esfera colgada del dinamómetro procurando que el agua cubra la esfera por completo y anotamos su peso
- Anotamos el peso y el nivel del líquido
- Repetimos los pasos 3 y 4 cinco veces para cometer menos errores.
- Dibujamos una tabla:
Experimento
|
Peso en el
aire
|
Peso en el
agua
|
Empuje
|
Volumen
inicial
|
Volumen final
|
Volumen
desalojado
|
Error
absoluto (empuje)
|
Error
relativo(empuje)
|
1
|
0´5
|
0´4
|
0´1
|
80
|
83
|
3
|
± 0´02
|
25%
|
2
|
0´55
|
0´45
|
0´1
|
80
|
83`5
|
3´5
|
± 0´02 |
25%
|
3
|
0´5
|
0´45
|
0´05
|
80
|
83
|
3
|
± 0´03
|
37,5%
|
4
|
0´5
|
0´45
|
0´05
|
80
|
83
|
3
|
± 0´03
|
37,5%
|
5
|
0´6
|
0´5
|
0´1
|
80
|
83
|
3
|
± 0´02
|
25%
|
Valor medio
|
0’53N
|
0’45N
|
0’08N
|
80ml
|
83’1ml
|
3’1ml
|
PREGUNTAS:(después del experimento nos hacemos las preguntas que aparecen a continuación)
- Empuje medio que ejerce sobre la esfera
- Calcula el peso del volumen medio del agua desalojado sabiendo que la densidad del agua es de 1000 kg/m3. Compara el empuje medio. ¿Deberían ser iguales?¿Por qué?
- ¿Pesa menos la esfera cuando la sumergimos en el agua?
SOLUCIONES:(a continuación tenemos las soluciones a las preguntas anteriores)
1.0,08 N
2.Valor medio= 3,1 N /Em= 3,1x10-6x9,8x1000=0,03N
Vm= 3,1 / 1000000 = 0,0000031 m3
Em= 1000 kg/m3 x 0,0000031 x 9,8= 0,03N
Es variable debido a que hay errores al medir. / Si deberían ser valores iguales porque la formula usada a sido la misma para los dos. La justificación a esto son los errores que hemos podido cometer y que vienen explicados al principio y final de la practica.
1.0,08 N
2.Valor medio= 3,1 N /Em= 3,1x10-6x9,8x1000=0,03N
Vm= 3,1 / 1000000 = 0,0000031 m3
Em= 1000 kg/m3 x 0,0000031 x 9,8= 0,03N
Es variable debido a que hay errores al medir. / Si deberían ser valores iguales porque la formula usada a sido la misma para los dos. La justificación a esto son los errores que hemos podido cometer y que vienen explicados al principio y final de la practica.
- Error absoluto. Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida.Restar el valor medio menos las medidas sin tener en cuenta los signos de resta y suma.
Ea: Valor medio-Valor inicial
- Error relativo. Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. no tiene unidades.
Er: Ea/Vm x 100
CONCLUSIÓN DEL EXPERIMENTO DE ARQUÍMEDES:
- La práctica que hemos realizado nos sirve para saber calcular el volumen, empuje, etc... y para saber como determinar los errores que se hayamos podido tener al no darnos el mismo resultado los obtenidos en el laboratorio a los obtenidos por fórmulas. Además hemos aprendido como surgió un teorema que ha servido para mucho en el mundo de la ciencia.
