Objetivos

Con esta experiencia vamos a visualizar cómo el peso de un cuerpo se minimiza al estar sumergido en un fluido (peso aparente).
También vamos a determinar la fuerza de empuje sobre un cuerpo sumergido.
Por último, vamos a comprobar que se cumple el Principio de Arquímedes: la fuerza de empuje es igual en valor al peso del fluido desalojado.

Preparación antes de empezar

Asegúrate de que en tu mesa de trabajo dispones de este material: soporte universal, dinamómetro, báscula, probeta, vaso de precipitados, cuerpo (ortoedro, cilindro o esfera), y agua (nuestro fluido).

Prepara una tabla como la siguiente para la toma de datos.

Objeto	Empuje medido			Empuje calculado
	Preal	Paparente	E = Preal - Paparente	Vdesalojado	mfluido = Vdesalojado · dfluido	E = mfluido · g

 

Procedimiento

1. Engancha el dinamómetro en el soporte universal y cuelga el cuerpo de él para medir su peso. Anótalo (peso real).

2. Llena la probeta hasta la mitad con agua. Anota su volumen.

3. Sumerge el cuerpo colgado del dinamómetro. Anota cuánto sube el volumen y determina el volumen de agua desalojada por el cuerpo.

4. Observa cuánto peso mide ahora el dinamómetro (¡ha disminuído!). Anótalo (peso aparente).

5. Calcula la fuerza de empuje como la diferencia entre el peso real y el aparente.

6. Coloca el vaso de precipitados sobre la báscula (tara su masa) y echa un volumen de agua igual al volumen desalojado. Mide su masa y anótala.

7. Comprueba que el empuje que calculaste antes coincide con el peso del agua desalojada, cumpliéndose así el Principio de Arquímedes.

Reflexión en grupo al final de la práctica

▶ ¿Se cumple el Principio de Arquímedes?

▶ ¿Qué errores has podido cometer durante la experiencia?

▶ ¿La masa del cuerpo afecta al empuje que recibe?

▶ ¿El volumen del cuerpo afecta al empuje que recibe?

▶ ¿Podrías averiguar la densidad del fluido una vez sabes cuánto vale la fuerza de empuje?

Ampliación de la práctica

Repite la experiencia con cuerpos del mismo volumen y misma forma geométrica (ortoedro, cilindro o esfera), pero distinta masa (por ser materiales diferentes), y comprueba si el empuje depende de la masa del cuerpo.

Repite la experiencia con fluidos diferentes al agua (etanol, glicerina, aceite...) y comprueba si el empuje depende de la densidad del fluido.

Con esta actividad vamos a visualizar de manera práctica y manipulable distintos fenómenos que se han visto en esta unidad.

 Vuestro/a profesor/a os organizará en grupos de trabajo y os situará en un puesto de trabajo (estación).

 Dispondréis de unos minutos en cada estación para realizar cada experiencia y responder a unas preguntas.

 Después, rotaréis por las distintas estaciones haciendo un circuito.

Las estaciones a explorar son:

La botella agujereada que no pierde agua

Preparación: Ante ti tienes una botella de plástico que tiene un agujero en su lateral. Tapa este agujero con un dedo y rellena la botella con agua, trabajando en todo momento sobre una fuente o cubeta para no mojar la mesa. Pon el tapón a la botella y, una vez cerrada, separa el dedo del agujero. 

Cuestiones:
1. Describe lo que observas.
2. Explica el fenómeno que has observado apoyándote en la teoría que has aprendido en esta unidad.
3. Abre ahora el tapón de la botella. ¿Qué ocurre ahora, y por qué?

La balanza que revela el empuje

Preparación: Coloca un vaso de precipitados lleno de agua sobre una balanza y registra el peso total del conjunto. Después, introduce cuidadosamente un dedo en el agua, asegurándote de que no se derrame agua ni que el dedo toque las paredes o el fondo del vaso. Observa el cambio de peso total registrado en la balanza.

Cuestiones:
1. ¿A qué se debe el incremento de peso observado? Justifica tu respuesta explicando el fenómeno observado.
2. ¿Qué ley o principio rige esta experiencia? 

El agua que no se cae del vaso

Preparación: Llena un vaso de agua por completo. Coloca la cartulina sobre la boca del vaso, presionando ligeramente para que quede bien adherida. Con una mano, sujeta firmemente la cartulina en su lugar, y voltea el conjunto.

Cuestiones: 
1. Describe lo que observas.
2. Explica el fenómeno que has observado apoyándote en la teoría que has aprendido en esta unidad.

En esta sección se recomiendan algunos recursos disponibles en línea que pueden ayudar a comprender la flotación, ya que permiten cambiar parámetros como la masa, el volumen o la densidad de los cuerpos en el agua.

Fuentes: Simulaciones de PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder. Bajo licencia CC- BY-4.0 (https://phet.colorado.edu).