¿Qué descubrió Arquímedes?

[Enfierrada]

ARQUÍMEDES nació en Siracusa, ciudad griega en el 287 a. C. y murió en la misma ciudad en el 212 a. de C. Su padre era astrónomo y estaba emparentado con la casa real por eso pudo dedicarse desde pequeño al estudio, primero en su patria y más tarde en la renombrada ciudad de Alejandría.

Inició sus trabajos científicos en el campo de la Astronomía y construyó un Planetario y una Esfera celeste. Pero en realidad Arquímedes se hizo famoso por hacer algo que hasta entonces nadie había hecho: aplicar la ciencia a los problemas de la vida cotidiana. Todos sus predecesores habían concebido a las Matemáticas como entidades abstractas y de alguna manera carecían de aplicaciones prácticas. Él se había dedicado a la ciencia sobre todo en la ciudad de Alejandría y le habían enseñado que lo científico está por encima de los asuntos prácticos, pero esos eran en realidad los problemas que fascinaban a Arquímedes. Uno de sus primeros hallazgos fue el de la teoría abstracta que explica la mecánica básica de la palanca, había dicho: "Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo".

El rey Hierón creyendo que esto era pura fanfarronería le pidió que moviera un objeto pesado, claro, no el mundo, pero algo de gran volumen. Arquímedes eligió una nave que había en el dique y pidió que la cargaran de pasajeros y mercaderías. Ni siquiera vacía podrían haberla movido gran número de hombres tirando un sinfín de sogas. Arquímedes anudó las sogas y dispuso un sistema de poleas, pero utilizando sogas en lugar de vigas. Tiró de la soga y con una sola mano botó lentamente la nave. El rey, a partir de ese momento estuvo ya dispuesto a créerle todo lo que dijese, de ahí que cierta vez en que mandó hacer una corona de oro entregando al orfebre un lingote alguien le insinuó que la corona terminada no era toda de oro: parte del rico metal había sido reemplazado y le habían robado la diferencia. Pidió el rey Hierón a su pariente que investigara y comprobara el asunto y Arquímedes se dio a la tarea ya que la corona pesaba exactamente el mismo peso que el lingote. Al principio el sabio estaba desconcertado. Si se hubiese puesto algo de plata en lugar de oro la corona no tendría el mismo volumen aunque sí el mismo peso.

¿Cómo conocer el volumen exacto de la corona?

Un día al meterse a su tina de baño vio Arquímedes que el agua subía. Saltó de la tina exclamando:¡Eureka! (lo encontré). Había encontrado la manera de resolver el problema. Llenaría un recipiente con agua hasta el borde, pondría adentro la corona y mediría el agua derramada. Haría lo mismo con un lingote de oro puro del mismo peso que la corona. Si la corona tenía todo el oro las cantidades de agua derramada por ella y el lingote deberían ser las mismas: iguales. Resultó lo contrario: la corona no era de oro puro, tenía, sin duda mezclado otro metal. El orfebre había robado. En esto está basado el principio que desarrollaremos más adelante, lo cierto es que el anciano combatió contra el ejército romano y estuvo a punto de vencer. Montó una serie de espejos curvos en las murallas de Siracusa y puso fuego en las naves romanas que asediaban la ciudad. No fue brujería, era ARQUÍMEDES. Otra de sus prácticas obras. Durante tres años el anciano sabio tuvo a raya al ejército romano. Pero un solo hombre no bastaba y la ciudad, finalmente, cayó. Estaba éste resolviendo un problema con la ayuda de un diagrama y no respondió a un soldado romano que le pedía se rindiera: el sabio sólo prestó atención a que no le estropearan sus círculos. El soldado le mató. Hizo lo que tal vez ningún otro sabio realizó: mejoró las condiciones de vida de la humanidad a través de su ciencia.

Principio de Arquímedes:

Los fluidos ejercen sobre los cuerpos que contienen no sólo una presión hacia abajo y lateral sino también una presión hacia arriba. Una madera o un globo introducido en el agua será impulsado hacia arriba. El empuje hacia arriba es igual al peso del líquido desalojado. "Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado".

Para calcular el valor del empuje que sufren los cuerpos en el interior de un líquido hay que recordar que 1 cm. cúbico de agua equivale a un gramo. Luego si sabemos que el peso de 1 cm3 equivale al peso de un gramo, cuando se dice que el Peso Específico del plomo es 11,4 queremos decir que cualquier pieza sólida de plomo pesa 11,4 veces más que un volumen igual de agua.

Condiciones de flotación:

Un cuerpo sumergido totalmente en un líquido está sometido a la acción de su PESO y del EMPUJE. Como estas dos fuerzas actúan verticalmente y en sentido contrarios se verifica:

Peso mayor que el empuje: cuerpo baja al fondo.

Peso igual al empuje, el cuerpo ni baja ni sube, permanece en reposo, es decir entre dos aguas (en medio).

Peso menor que el empuje, el cuerpo sube hasta flotar.

Flotación: Relación entre el peso del cuerpo y el empuje.

Si el empuje es mayor que el peso del cuerpo, este flotará.

Si el empuje es igual al peso, el cuerpo se mantiene en el seno del líquido, es decir flota a dos aguas.

Si el empuje es menor que el peso, el cuerpo se hunde.

Equilibrio de los cuerpos flotantes:

Si tenemos un cuerpo flotante cuyo centro de gravedad es G, por ejemplo y su centro de empuje o centro de gravedad del líquido desalojado es E, para que estén en equilibrio es necesario que los puntos G y E estén en la misma vertical, pues solo dos fuerzas iguales y contrarias: GP y EF se neutralizarían. Hay que tener en cuenta que si el cuerpo tiende a inclinarse se formarán fuerzas cuyos sentidos tenderán a que el cuerpo vuelva a su posición primitiva. Ese lugar donde pasará la nueva vertical se denomina METACENTRO.

¿Porqué flotan los barcos?

Aunque se construyen con materiales más pesados que el agua, flotan por los espacios vacíos que contienen. La propulsión se verifica por hélices accionadas con turbinas.

Los submarinos:

Estos pueden navegar o bien en las superficies o bien sumergidos. Para ello llevan doble casco, el interior muy sólido y entre ambos hay una serie de compartimientos denominados tanques de inmersión. Están llenos de aire cuando el buque está en la superficie, pero cuando se sumerge este lugar se llena de agua que le aumenta el peso al submarino y permite que el mismo se hunda y se mantenga en las profundidades, la propulsión se logra mediante una hélice. Cuando es necesario salir a la superficie bastará con expulsar el agua contenida en esos compartimientos y entonces saldrá a la superficie.

Empuje que cubre los sólidos al introducirlos en un líquido: al sumergirnos en una piscina notamos una disminución de nuestro peso. Eso se debe a que el agua ejerce una fuerza de empuje hacia arriba.

El principio de Arquímedes en los gases:

Dentro de un gas todos los cuerpos están sometidos también a un empuje hacia arriba que equivale al peso de gas que ellos desalojan. Por consiguiente por ser la atmósfera varios gases, todos nosotros estamos sujetos a este empuje hacia arriba. Esta fuerza es imperceptible, o sea no la sentimos por que el volumen del aire que desalojamos tiene un peso muy pequeño comparado con el de nuestro cuerpo.

Los globos y los dirigibles:

También son aplicaciones del principio de Arquimedes. Es respecto a los gases y consiste en una envoltura de forma esférica y de tejido ligero pero resistente, se llena de un gas menos pesado que el aire, puede ser helio. De esta forma como el volumen del aire desplazado pesa más que el propio peso del globo, éste tenderá a subir. Para que baje bastará con abrir una entrada de aire y permitir que el aire dentro del globo salga. Generalmente lo que resulta más difícil es dirigirlo ya que obedece más a las corrientes de aire que a otra cosa, lo que si es posible es manejarlo mediante algún timón.

[homero-4to]

Lo de la corona es muy probablemente falso,porque el principio de arquímedes se usa para volúmenes, no pesos, la corona al igual que cualquier elemento sumergido desplaza agua en funcion de su volumen, no de su peso, si la corona es hueca o es de hierro desplaza la misma cantidad de agua mientras no quede una parte flotando

[tolemaico]

La comprobacion de la corona se explica en esta frase:

Al principio el sabio estaba desconcertado. Si se hubiese puesto algo de plata en lugar de oro la corona no tendría el mismo volumen aunque sí el mismo peso.

La plata tiene densidad relativa 10,5 mientras que el oro 19,3. Si se mezclan oro y plata, la densidad resultante sera menor que la del oro puro. Dado que la corona y el lingote de oro puro pesan lo mismo, el volumen de la corona, si contiene plata, debera ser mayor al del lingote ( suponiendo que es un cuerpo macizo ).
Lo que hizo Arquimedes es medir el agua desplazada al sumergir ambos cuerpos, que es una forma indirecta de medir sus volumenes.

http://fluidos.eia.edu.co/fluidos/pr...elativapf.html

[homero-4to]

Aaaaaa ok.. Partimos de la base de 2 coronas de igual peso, no de 2 coronas iguales.
ok, entonces es correcto lo que dije sobre que el principio de arquímedes sirve para medir volúmenes y no pesos como dice el articulo.
-----Agregado el 29/3/2012 a las 02 : 29 : 46-----
Perdón.... El articulo estaba bien, yo leí mal.

[Enfierrada]

Muchas gracias por sus comentarios, genios!!!