EMPUJE

EMPUJEEMPUJEEMPUJEEMPUJE
Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino
I. OBJETIVO
Comprobar si un cuerpo pesa igual en el aire que sumergido en un líquido.
determinar la influencia del volumen de un cuerpo y la naturaleza del líquido,
en el valor de empuje.
II. MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL, VARILLA
METÁLICA, NUEZ
FISICA EXPERIMENTAL I
empuje.
MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL, VARILLA
METÁLICA, NUEZ VASO DE PRECIPITACION
DINAMÓMETRO
FISICA EXPERIMENTAL II
1
VASO DE PRECIPITACION

III. MARCOTEORICO
FUERZA DE EMPUJE Y PRINCIPIO D
Cuando se sumerge un cuerpo en un líquido parece que pesara menos. Lo
podemos sentir cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo
por debajo del agua, los objetos parecieran que pesan menos. Esto es debido a
que, todo cuerpo sumergido recib
Cuando en un vaso lleno de agua sumergimos un objeto, podemos ver que el nivel
del líquido sube y se derrama cierta cantidad de líquido. Se puede decir que
cuerpo que flota desplaza parte del agua.
Cilindro de Hierro
AGUA DESTILADA
MARCOTEORICO
EMPUJE Y PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo
todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba.
del líquido sube y se derrama cierta cantidad de líquido. Se puede decir que
cuerpo que flota desplaza parte del agua.
Cilindro de Aluminioilindro de Hierro
AGUA DESTILADA GLICERINA
2
cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo
e una fuerza de abajo hacia arriba.
del líquido sube y se derrama cierta cantidad de líquido. Se puede decir que un
Aluminio

EMPUJEEMPUJEEMPUJEEMPUJE FISICA EXPERIMENTAL II
Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 3
EL LÍQUIDO
EJERCE FUERZA
HACIA ARRIBA
Arquímedes, quien era un notable matemático y científico griego, se percató de
estas conclusiones mientras se bañaba en una tina, al comprobar cómo el agua se
desbordaba y se derramaba, y postuló la siguiente ley que lleva su nombre:
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
“Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un empuje, de abajo hacia
arriba, igual al peso del líquido desalojado”
CUERPOS SUMERGIDOS
Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia
abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba.
Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, que
es igual a su peso dividido por su volumen.
Entonces, se pueden producir tres casos:
1. Si el peso es mayor que el empuje ( P > E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el
peso específico del cuerpo es mayor al del líquido.
2. Si el peso es igual que el empuje ( P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El
peso específico del cuerpo es igual al del líquido.

3. Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso específico
del cuerpo es menor al del líquido.
Ejemplo, con un caso práctico: ¿por qué los
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.
Esto a pesar de que el hierro o acero con
que están hechos generalmente los
barcos es de peso específico mayor al del
agua y se hunde (un pedazo de hierro
en el agua se va al fondo),
consideramos todas las partes del barco
incluyendo los compartimi
disminuye y es menor al del agua, lo que hace que éste se mantenga a flote.
Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso específico
del cuerpo es menor al del líquido.
Cuerpos sumergidos: tres casos.
Ejemplo, con un caso práctico: ¿por qué los barcos no se hunden?
del agua, por lo que se produce un
empuje mayor que mantiene el barco a
Esto a pesar de que el hierro o acero con
que están hechos generalmente los
barcos es de peso específico mayor al del
(un pedazo de hierro
en el agua se va al fondo), pero si
consideramos todas las partes del barco
incluyendo los compartimientos vacíos, el peso específico general del barco
4
Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso específico
barcos no se hunden?
entos vacíos, el peso específico general del barco

IV. PROCEDIMIENTO
PRIMER PASO: realiza el montaje de la figura
SEGUNDO PASO: cuelga el cilindro de hierro del dinamómetro. Según la figura.
Anota su peso (P1)
TERCER PASO: Cuelga el cilindro de aluminio. Anota su peso (P
PROCEDIMIENTO
realiza el montaje de la figura
cuelga el cilindro de hierro del dinamómetro. Según la figura.
Cuelga el cilindro de aluminio. Anota su peso (P2)
5
cuelga el cilindro de hierro del dinamómetro. Según la figura.

CUARTO PASO: vierte agua en el vaso de precipitados unos 200ml. Introduce el
cilindro d hierro en el agua del vaso, sin tocar sus paredes, ver figura. Observa el
dinamómetro y anota el valor que indica. (
QUINTO PASO: repite lo anterior con el cilindro de
vierte agua en el vaso de precipitados unos 200ml. Introduce el
dinamómetro y anota el valor que indica. (ܲଵ
´
)
repite lo anterior con el cilindro de aluminio. Anota su valor (
6
vierte agua en el vaso de precipitados unos 200ml. Introduce el
aluminio. Anota su valor (ܲଶ
´
)

SEXTO PASO: colocar en otro vaso de precipitados limpio unos 200ml de
glicerina. Introduce ahora el cilindro de hierro y anota el valor que indica el
dinamómetro (ܲଵ
´´
)
SEPTIMO PASO: repite lo anterior con el cilindro de aluminio. Anota el valor (
OCTAVO PASO: confecciona los cuadros siguientes. Con los valores obtenidos.
colocar en otro vaso de precipitados limpio unos 200ml de
repite lo anterior con el cilindro de aluminio. Anota el valor (
confecciona los cuadros siguientes. Con los valores obtenidos.
7
colocar en otro vaso de precipitados limpio unos 200ml de
repite lo anterior con el cilindro de aluminio. Anota el valor (ܲଶ
´´
)
confecciona los cuadros siguientes. Con los valores obtenidos.

CUADRO I
CILINDRO DE Altura (cm) Peso en el
aire P (N)
Peso en el
agua P´
(N)
Peso en la
glicerina P´´
(N)
Hierro H1 = 5.3 cm P1 = 0.85 N ‫۾‬૚
´
= 0.75 N ‫۾‬૚
´´
= 0.8 N
Aluminio H2 = 4.3 cm P2 = 0.1 N ‫۾‬૛
´
= 0.06 N ‫۾‬૛
´´
= 0.08 N
CUADRO II
CILINDRO
DE
EMPUJE
En el agua P – P´ (N) En la glicerina P – P´´ (N)
Hierro P1 - ‫۾‬૚
´
= 0.1 N P1 - ‫۾‬૚
´´
= 0.05 N
Aluminio P2 - ‫۾‬૛
´
= 0.04 N P2 - ‫۾‬૛
´´
= 0.02 N
V. SITUACIONES PROBLEMATICAS
1. ¿Pesan igual los cilindros en el aire que sumergidos en los líquidos?
Los cilindros de hierro y aluminio en el aire pesan más que en los líquidos ello
se debe a la fuerza de empuje que ejercen los líquidos como se aprecia en el
siguiente diagrama de cuerpo libre:

D.C.L del cilindro de Hierro D.C.L del cilindro de Aluminio
→ F = mg = Empuje + Waparente → F = mg = Empuje + Waparente
→ F = Densidad del H2O . g.H + Waparente → F = Densidad del H2O . g.h + Waparente
→ Freal > Empuje → Freal > Empuje
Conclusión: tanto el cilindro de hierro como de aluminio en el aire pesan más que
sumergidos en el líquido.
2.¿Dónde pesan más?
Del gráfico anterior deducimos que los cilindros de hierro y aluminio en el aire pesan
más que sumergidos en el líquido.
3.El líquido ejerce sobre los cilindros una fuerza dirigida hacia ARRIBA,
que lo hacen que pesen MENOS.
Empuje
F = mg
Empuje
F = mg
H h
H2
O
H2
O
Cilindro de AluminioCilindro de Hierro

4.¿Tienen los dos cilindros el mismo volumen?
Los cilindros de hierro y aluminio tienen en el aire volúmenes diferentes y si lo
sumergimos en el agua también tienen volúmenes diferentes ello se debe a su
peso real. Por ejemplo el cilindro de hierro estará más próximo al fondo del
recipiente con agua por tener mayor peso y presentara mayor volumen
sumergido, mientras que el cilindro de aluminio por tener menor peso real que
el cilindro de hierro tendrá menor volumen sumergido en el líquido.
5.La pérdida de peso que experimenta un cuerpo al sumergirlo en el
líquido, recibe el nombre de “peso aparente” ¿cómo son entre sí los
empujes que experimentan los cilindros al sumergirlos en el agua?
Los empujes son diferentes cuando se les sumerge el agua según el cuadro II
vemos que el empuje que realiza el agua al peso del hierro es de 0,1 N, mientras
que el empuje que realiza el agua al peso del aluminio es de 0,04N → El empuje
hacia el cilindro es mayor que el empuje al cilindro de aluminio.
6.¿El empuje depende de la densidad del líquido?
El empuje si depende de la densidad del líquido:
Demostramos matemáticamente lo enunciado:
Cilindro de AluminioCilindro de Hierro

D.C.L. al cilindro de Hierro
En el aire En el agua
→ wr = wa + E…. se sabe P = F/A → F = P.A
→ P.A = wa + E…..se sabe P = densidad c .g. V
Densidad c .g. Vtotal = densidad c .g. Vparcial + E
→ E = Densidad c .g. Vtotal - densidad c .g. Vparcial……. Se sabe VT – Vparcial = Vsumergido
→ E = Densidad c .g [Vtotal - Vparcial]……. como esta en el liquido Densidad c = Densidad liquido
→ E = Densidad c .g. Vcuerpo sumergido
∴ El empuje depende de la densidad del líquido
Por ejemplo en el cuadro II el empuje del hierro en el agua es de 0.1 N y en la
glicerina es de 0.05 N, ello se debe a que la densidad del agua que es igual a 1 x
103
kg/m3
es menor que el de la glicerina que es de 1.26 x 103
kg/m3
F = mg
5.3 cm
F = mg = 0.85 = Peso Real
(Wr)
Peso en el aire
Empuje
(Wa)
Peso aparente

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