Anteproyecto Ciencias
Anteproyecto Ciencias
Anteproyecto Ciencias
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
ANTEPROYECTO
BARCO FLOTANDO EN UN GAS
Por:
DOCENTE:
ROXANA GUADALUPE PEREZ TOLEDO
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SANTA TECLA, 9 DE MAYO DE 2008
Índice
Introducción………………………………………………………………pág. 3
Objetivos…………………………………………………………………..pág. 4
General y Específicos.
Justificación………………………………………………………………pág. 5
Esquema…………………………………………………………………..pág.12
Presupuesto………………………………...........................................pág.13
Cronograma de Actividades…………………………………………..pág.14
Glosario…………………………………………………………………...pág.15
Conclusiones…………………………………………………………….pág.16
Bibliografía………………………………............................................pág.17
Anexos…………………………………………………………………....pág.18
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Introducción
El presente proyecto consiste en demostrar el principio de Arquímedes que
consiste en un principio físico que afirma que un cuerpo total o
parcialmente sumergido en un fluido estático (e incompresible), será
empujado con una fuerza igual al peso del volumen de fluido desplazado
por dicho objeto. De este modo cuando un cuerpo está sumergido en el
fluido se genera un empuje hidrostático resultante de las presiones sobre la
superficie del cuerpo que actúa siempre hacia arriba a través del centro de
gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido
desplazado. Esta fuerza se mide en Newtons (en el SI) y su ecuación se
describe como:
Hexafluoruro de azufre
Fórmula: F6S
Aspecto y color: Gas licuado comprimido, incoloro.
Olor: Inodoro.
Densidad relativa de vapor (aire=1): 5.1
Solubilidad en agua: Escasa.
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Punto de sublimación: -64ºC
Punto de fusión: -50.8ºC
Peso molecular: 146.06
Si un gas (en este caso Hexafluoruro de azufre) más denso que el aire se
acumula en un recipiente y preparamos un barco con un peso adecuado
para que el conocido Principio de Arquímedes le permita flotar, pues lo
hará.
Objetivos
Objetivos Específicos
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Objetivo Específico 2: Aplicar el principio de Arquímedes que
dice
"Un cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta
una fuerza ascendente igual al peso del líquido desplazado" solo que
envés de un líquido se utilizará un gas.
Justificación
La densidad del SF6 lo hace útil para muchas cosas por ejemplo:
Fue usado en el Metro de Londres para ver cómo se expandiría por él un
gas tóxico más denso que el aire.
También se usa para comprobar si una habitación es estanca o no (en
estudios de ventilación). Además, como conduce muy mal la corriente
eléctrica, se utiliza como dieléctrico gaseoso en aparatos eléctricos de alto
voltaje.
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En cualquier caso, al ser unas 5 veces más denso que el aire, este gas
incoloro puede verterse en una pecera y no sale de él, como si fuera agua.
Es tan denso que objetos sólidos ligeros (como el papel de aluminio) flotan
en él.
El Principio de Arquímedes:
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De la figura anteriormente planteada y el significado que adquieren las
variables podemos deducir que la presión sobre la cara inferior del cubo
será mayor que la que se ejerce sobre la cara superior del mismo objeto.
Llamémosle F1 a la fuerza que siente la cara superior del cubo que va
hacia abajo, donde F1 = P1Area
Llamémosle F2 a la fuerza que siente la cara inferior del cubo y que va
hacia arriba, donde F2 = P2Area
Lo que hemos mencionado en las líneas anteriores y el planteamiento de
las respectivas ecuaciones para las fuerzas que afectan a nuestro objeto
nos llevan a plantear nuestra ecuación inicial:
Empuje = F2 - F1
Empuje = P2A - P1A
Empuje = A (P2 - P1)
Empuje = A (Pa + ρgh2 - (Pa + ρgh1))
Empuje = A (Pa + ρgh2 - Pa - ρgh1)
Empuje = A (ρg (h2 - h1))
Empuje = ρgA (h2 - h1))
Pero H=h2-h1 es la altura de nuestro cubo.
Empuje = ρgAreaH
Empuje = ρgV
Y también ρV=masa
Empuje = g masa
Y gmasa = W
Empuje = W
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Hemos comprobado la veracidad del planteamiento del Principio de
Arquímedes, pero debemos hacer notar que aunque el Principio es cierto
hay ciertas variantes que nos ayudan a entender mejor porque unos
cuerpos flotan y otros, no. A continuación analizamos dichos casos:
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ambas fluidos: el que compone el globo y el aire externo desplazado,
pesen lo mismo.
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equilibrio), y aplicamos una pequeña fuerza en la cara inferior del cubo
dirigida hacia arriba. Por acción y reacción el cubo ejercerá una fuerza igual
a la que siente intentando recuperar su estado anterior. Igual sucedería si
la fuerza aplicada estuviera en la cara superior del cubo, en este caso
quien intentaría regresar a su posición anterior seria el fluido. A este
resultado se le conoce como “Estabilidad lineal”.
• La fuerza ejercida por el Peso del Cuerpo (W) que actúa hacia abajo
y fue tiene su línea de acción vertical por el Centro de Gravedad del
Objeto (G).
• La fuerza del Empuje, ejercida por el fluido (E) y que actúa también
en forma vertical pero hacia arriba y que tiene su línea de acción a
través del Centroide del la parte sumergida del cuerpo (B´), o sea la
que se encuentra por debajo de la superficie del liquido.
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cuando se encuentra en G, esta en equilibrio Neutral. La distancia de M a G
se conoce como Altura Metacéntrica y es una medida directa de la
estabilidad del cuerpo.”
El principio se aplica con el caso 3 que nos dice que los cuerpos flotan
porque la densidad del agua (gas) es mayor que la del elemento en nuestro
caso (El Barquito) que lo mantiene aflote mágicamente ya que el
gas funciona como el agua porque no se sale del recipiente y no se ve, no
es toxico ni inflamable.
Materiales
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Procedimiento:
http://superciencia.com/2007/02/03/barco-flotando-en-un-gas/
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ESQUEMA
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Presupuesto
1 $ 0.00 $ 0.00
Cartón
1 $ 0.80 $ 0.80
Barquito de aluminio (Rollo aluminio)
de 15cm x 7cm x15cm
1 $ 4.00 $ 4.00
Hexafluoruro de azufre
- TOTAL: $ 12.80
-
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Cronograma de actividades
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Abril Mayo
Entrega anteproyecto 9
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Glosario
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Aluminio: Metal de color y brillo similares a los de la plata, ligero,
maleable y buen conductor del calor y de la electricidad. Su símbolo es Al y
su número atómico, 13.
Conclusiones
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3. Mágico y atractivo.
4. “Barato”.
Bibliografía
1. http://superciencia.com/2007/02/03/barco-
flotando-en-un-gas/
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2. www.google.com.sv
3. http://html.rincondelvago.com/principio-de-
arquimedes_2.html
4. http://eltamiz.com/2007/03/30/hexafluoruro-de-
azufre-en-accion/
Anexos
Biografía de Arquímedes
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como calcular el volumen y las áreas de las superficies de esferas, cilindros
y otras formas geométricas. Es mejor conocido por descubrir la naturaleza
de las fuerzas de empuje que actúa sobre los objetos y fue, además un
inventor talentoso. Una de sus invenciones practica, aun en uso, es el
tornillo de Arquímedes, un tubo de espiral inclinado que gira, usado
originalmente para sacar agua de la cala de los barcos. También invento la
catapulta y dispositivos de palancas, poleas y pesos para levantar grandes
pesos. Dichas invenciones fueron usadas con éxito por los soldados para
defender su ciudad natal, Siracusa, durante un sitio de dos años por parte
de los Romanos. De acuerdo con la leyenda, el rey Hieron le pidió a
Arquímedes que determinara si la corona del rey estaba hecha de oro puro
o sí tenia alguna aleación de otro material. La prueba debería ser efectuada
sin dañar la corona. Se cree que Arquímedes llega a la solución mientras
tomaba un baño: al meterse a bañar, observo una perdida parcial de peso
de sus piernas y sus brazos despues de sumergirlos en el agua. Según se
cuenta, estaba tan excitado de su gran descubrimiento que corrió desnudo
por las calles de Siracusa gritando “!Eureka!”, lo que en griego significa “lo
he Encontrado.”
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