PBL del Principio de Arquímedes

FASES DEL MÉTODO CIENTÍFICO

Observación: recopilación exhaustiva de información. Esta información esta recogida con la información sobre la vida de Arquímedes y el principio de Arquímedes.

Formulación de hipótesis: explicación basada en la información recogida anteriormente. Esta expresada mas adelante.

Experimentación: puesta en practica de la hipótesis realizando observaciones y medidas. Esta recogido mas adelante con fotos y datos.

Conclusiones: la hipótesis ya validada tras la experimentación se convierte en ley científica. Esta expresado al final de 

Los materiales que hemos utilizado para este procedimiento han sido:

-Dinamómetro

-Pesas 20g

-Probeta

-Barra soporte


Principio de Arquímedes (OBSERVACIÓN)

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.

Empuje= Peso aire - Peso agua

Empuje= Volumen desalojado

Empuje =  Vd ^.  Dagua . Gramos

FORMULACIÓN DE UNA HIPÓTESIS

Este principio solo se puede dar en el agua debido a sus características.

Con la información recogida sobre el principio de Arquímedes podemos ver que el objeto que metemos en el agua desaloja un volumen de agua ya que, este objeto ocupa un volumen y el agua que desaloja empuja al objeto hacia arriba. El empuje se produce hacia arriba porque estando el agua en un recipiente el único lugar al que se puede desplazar, por la ocupación de un volumen del objeto, es hacia arriba.

Este empuje se puede calcular de dos maneras:
     
-Restando el peso del objeto que sumergimos en el aire con el peso del objeto estando sumergido.
-Pasando el volumen desalojado a m³ para así poder cumplirse esta ecuación: 
V_D = V_L . d . gv = E donde E es empuje, V_D es el volumen desalojado, V_L es el volumen de agua que se utiliza en el experimento, d es la densidad del agua y gv es la gravedad.

Esta ley se observa, por ejemplo, en la razón por la cuál los barcos no se hunden.

Los barcos no se hunden porque su peso específico es menor al peso específico del agua, por lo que se produce un empuje mayor que mantiene el barco a flote.

EXPERIMENTACIÓN

El experimento que hemos realizado ha sido llenar de agua hasta 60 ml una probeta, posteriormente, con la ayuda de una barra soporte hemos sujetado el dinamómetro y hemos colgado del dinamómetro dos pesas de 20 gramos cada una. Hemos comprobado el número de newtons que alcanzaba dentro y fuera del agua para ver la diferencia.

Materiales

   -Dinamómetro

   -2 pesas de 20g cada una

   -Probeta

   -Barra soporte

Medida obtenida con las pesas fuera del agua:

-La medida es de 0.4 newtons (el dinamómetro tiene una precisión de 0.1)

Medida obtenida con las pesas dentro del agua:

-La medida es 0.35 newtons aproximadamente. Debido a la ligereza de las pesas la diferencia no es muy grande pero si es apreciable, aunque el dinamómetro tiene una precisión de 0.1 para apreciarlo se necesitaría una precisión mayor.

Probeta sin las pesas

60 ml









Probeta con las pesas

64 ml aprox.

Datos de medidas:

V_D = V_L . d . g = E

4 . 10^-6 m³ . 10³ kg/m³ . 9,8 m/s = N

39’2 . 10^-3 = 0,0392 -> 0,04 N

Empuje: 0.04 newtons aprox.

V_D = V_d – V_S = 64-60 = 4ml

Newtons con pesas dentro del agua: 0.36 aprox.

Newtons con pesas fuera del agua: 0.4 

Medida de la probeta con las pesas dentro: 64ml aprox.

Medida de la probeta con las pesas fuera: 60 ml

Los errores que hemos podido cometer son principalmente que los aparatos no tenían precisión suficiente para calcular exactamente la medida con lo cual algunas medidas son tanteos, así como el error del menisco en la probeta. Estos errores los hemos intentado reducir al máximo, pero sobre todo con el dinamómetro era muy difícil.

CONCLUSIÓN

La conclusión que hemos sacado de dicha experimentación es que corrobora lo formulado en la hipótesis. El peso de las pesas, en este caso, es mayor al peso del volumen de agua que desaloja, lo que produce un empuje hacia arriba de estas y que hace que las pesas pesen menos dentro del agua.

También hemos podido ver gracias a la investigación sobre todo, que para que un objeto que flote el peso de este ha de ser menor al agua que desaloja, por lo tanto si ponemos un barco en el agua flotará, pero si lo llenamos de plomo, cuya densidad es mayor a la del agua, este se hundirá, ya que el peso del barco sera mucho mayor al del volumen que desaloja.

Arquímedes: vida y trabajo.

Arquímedes de Siracusa (Siracusa, Sicilia) 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. Se considera que Arquímedes fue uno de los matemáticos más grandes de la antigüedad y, en general, de toda la historia.

Durante miles de años la humanidad ha ido avanzando en el conocimiento de la naturaleza pero en los últimos 400 años su avance ha sido espectacular. Seguir los pasos de le método científico ha contribuido a la transmisión de los conocimientos adquiridos de forma ordenada y fiable, siendo la base para la construcción de lo que llamamos ciencia.
Hay muchas leyes y principios que fueron de mostrados por científicos famosos y que, por haber seguido un método científico en su estudio, no se necesita volver a comprobarlos. Sin embargo, el colegio pretende hacer un homenaje a estas personas dedicadas a la ciencia, recordando su vida, su forma de trabajo y comprobando alguno de sus trabajos mas conocidos. Para ello se convocan un premio especial de investigación denominado: CIENTÍFICOS FAMOSOS dotado con un premio a repartir entre los tres componentes del equipo ganador.