El cilindro de aluminio y el Principio de Arquímedes
La exhibición se basa en aprovechar la baja densidad del aluminio para medir el peso y el empuje de Arquímedes
con cierta precisión.
Para ello se sumerge en agua un disco de aluminio de mucho diámetro y poca altura de varios kilogramos,
lo que permite permite obtener medidas bastante precisas de ambas fuerzas.
Enlace al guión de laboratorio.
MaterialCilindro de aluminio.Dinamómetro Recipiente para agua Soporte, nuez y barra |
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El cilindro de aluminio hay que encargarlo en un taller de torno.
Por su facilidad de elaboración no es un trabajo caro, el principal coste es el material de aluminio. |
Comentarios a la preparación del montaje
Se prepara el soporte con la nuez y la barra horizontal a suficiente altura como para colgar el dinamómetro de la barra y que quepa debajo el cilindro colgado del dinamómetro y el recipiente con agua.
El recipiente no debe ser muy alto para poder trabajar con comodidad y que se pueda observar desde lejos cómo cambia la medición del dinamómetro al sumergir el cilindro.
Es conveniente tener a mano un trapo para secar salpicaduras y el material al terminar.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Reproducir la situación experimental asociada históricamente al descubrimiento del Principio de Arquímedes.
- Comprobar el efecto del empuje sobre la fuerza necesaria para levantar una masa.
- Aplicar el cálculo matemático para determinar el volumen y la densidad del cilindro.
- Comparar los valores experimentales y teoricos del empuje de Arquímedes y determinar el error producido.
El alumnado se suele sorprender de la baja densidad del aluminio, ya que están más familiarizados con la densidad de los metales férreos.
Es interesante que sujeten el cilindro en sus manos mientras se prepara el montaje.
Precisamente esta baja densidad es lo que permite que el peso y el empuje tengan unos valores relativamente cercanos.
Si se dispone del resorte adecuado para unos 30N, es interesante usar como dinamómetro uno calibrado previamente ellos mismos.
También es interesante utilizar líquidos diferentes al agua como alcohol, gasolina o aceite.
Las cuestiones del guión son de dificultad creciente, en función del curso puede ser necesario eliminar las de la parte más baja.
 Montaje inicial |
 Características del cilindro |
 Características del cilindro |
 Fuerza con el cilindro en el aire |
 Fuerza con el cilindro sumergido |
