UNIVERSIDAD DE LA SALLE

LABORATORIO 8: DENSIDADES DE SOLIDOS

IGNACIO LAITON

DEPARTAMENTO DE FISICA

SEBASTIAN GONZALEZ1

JAVIER BARÓN2

BOGOTÁ D.C

16/10/201

RESUMEN.

En la práctica de laboratorio se identificó el volumen de sólidos con distinta forma geométrica, densidad del agua y densidad del alcohol; 3 métodos fueron los que utilizamos para poder cumplir el objetivo de la práctica, para sólidos se halló el volumen por su forma geométrica, método de Arquímedes y método del agua desplazada, para los sólidos con forma geométrica irregular no se usó el primer método. Para los líquidos se usó un densímetro.

Palabras clave: densidad, sólido, líquido.

ABSTRAC.

In the lab, the volume of solids with different geometrical shape, density of water and density of alcohol is identified; 3 Methods which were used to meet the goal of practice for solids volume was found by its geometric shape, Archimedes method and the displaced water method for solids with irregular geometric shape the first method was not used. For liquids it used a hydrometer.

Keywords: density, solid, liquid.

INTRODUCCIÓN.

Este informe de laboratorio tiene como principal objetivo presentar los resultados obtenidos de la medición de la densidad en sólidos, con o sin forma geométrica regular y líquidos. Para poder encontrar la densidad de hizo uso de distintas fórmulas en distintos métodos, la principal es:

La densidad es una característica principal y física de la materia, su expresión relaciona la masa de un cuerpo en un volumen. Todos los objetos poseen densidad y ésta puede variar. La densidad tiene efectos primordiales para el funcionamiento del universo y de la vida, sus aplicaciones son variadas. La prensa hidráulica es una de ellas, ésta permite convertir fuerzas pequeñas en

otras con la capacidad de soportar grandes masas; La densidad del agua, en particular, es fundamental para muchas aplicaciones cotidianas, ya que éste líquido permite aumentar la magnitud de una fuerza.

MARCO TEÓRICO

Volumen, es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.

Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se producen una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.

V=m/ρ (1)

Densidad: La densidad de los líquidos es la relación que existe entre la masa y volumen de un líquido.

La densidad es una magnitud intensiva ya que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, por lo quecuyo valor permanece inalterable, por este motivo no son propiedades aditivas.

ρ=m/v (2)

Masa: La masa, en física, es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional.

m=ρ×v

Principio de Arquímedes: El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes: El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido: Fuerza resultante que se denomina empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.

E=ρ_f×v_f×g (3)

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO.

En la práctica de laboratorio cantábamos con los siguientes materiales:

Barra de hierro. Barra de cobre. Barra de aluminio. Barra de bronce. Pie de rey. Picnómetro. Densímetro. Balanza mecánica. Breaker. Corcho. Hilo. Trozo de ladrillo con forma irregular. Probeta.

1. Para empezar, se tomaron las medidas de altura, base y ancho de las barras de hierro, bronce, aluminio y cobre con la ayuda de un pie de rey para así obtener su volumen de acuerdo a la fórmula:

V=base*altura*largo

Una vez hallado el volumen del objeto, se pesó cada uno en la balanza y estos datos fueron puestos en la fórmula de densidad y se calculó ésta con el primer método.

1.1. Para los trozos de ladrillo sin forma definida, no se usó éste método ya que es imposible obtener sus medidas de largo, ancho y alto.

2. El segundo método para hallar la densidad consistía en cuanta cantidad de agua era desplazada en la probeta al momento de introducir el objeto a ésta.

La cantidad de agua desplazada era el volumen que el objeto tenía, ya que al introducirlo en la probeta, el nivel de agua aumentaba; Este método si era conveniente con los objetos de forma irregular, ya que no se tiene en cuenta su forma, solo el volumen de agua que éste desplazaba. Se repitió igualmente éste proceso con las barras de cobre, hierro, bronce y aluminio.

3. El tercer método consistía en la fórmula de Arquímedes para hallar el volumen de un objeto, donde se utilizaba el peso del objeto al aire libre, el peso del objeto sumergido en agua, densidad de agua y gravedad:

Vs=Wr−Wag∗dl

Donde:

V= volumen.

Wr=Peso del objeto al aire libre.

Wa= Peso del objeto sumergido en agua.

G= Gravedad.

d= Densidad del agua.

Para poder medir el peso del objeto sumergido en agua, se tuvo que colgar éste en la parte inferior de la balanza con ayuda de un pequeño gancho. Al hacer esto, el objeto quedaba colgado del hilo y se disponía a introducirlo dentro de un breaker lleno de agua, mientras que la balanza se instaló en un soporte universal por su parte inferior en donde había una abertura especial para esto.

Por último se observó por medio de un densímetro, la densidad del agua y del alcohol. Allí no se realizó cálculo alguno ya que sólo era ver la densidad que marcaba el instrumento de medición, un ejemplo claro es cuando se observa la temperatura que marca un termómetro.

RESULTADOS

Primera forma; densidad de los solidos

D= mv m=masatomadacon la balanza

v=volumen por su forma geometrica

D=Densidad

Barra de cobre

m=73 gv=4.94 cm∗1.236cm∗1.23 cm=7.150cm3

D= 73 g

7.150cm3 D= 9.27 g /cm3

Barra de aluminio

m=21.4 g v=4.96cm∗1.226cm∗1,228cm=7.47cm3

D= 21.4 g7.47cm3

D= 2.866 g/cm3 Barra de bronce

m=68.4 g v=4.962m∗1.26cm∗1.24 cm=7.752cm3

D= 68.4 g

7.752cm 3 D= 8.822 g/cm3

Barra de hierro

m=61.6 g v=4.942cm∗1.236cm∗123cm=7.513 cm3

D= 61.6 g

7.513cm3 D= 8.148 g/cm3

Corcho

m=4.85g v=π r2l v=π (1.065 )2 (3.763 )=13.409 cm3

D= 4.85g

13.409cm3 D= 0.36 g/cm3

2. Forma; La masa se toma con la balanza y el volumen se toma por desalojamiento. (Liquido).

Ladrillo

m=6.7 g v=0.3ml

D= 6.7g3ml

D= 2.23 g/ml

Hierro

m=61.6 g v=8ml

D= 61.6g8ml

D= 7.7 g/ml

Bronce

m=68.4 g v=7.8ml

D= 68.4 g7.8ml

D= 8.76 g/ml

Cobre

m=73 gv=7.7ml

D= 73 g7.7ml

D= 9.78 g/ml

Aluminio

m=21.4 g v=7ml

D= 21.4 g7ml

D= 3.05 g/ml

3 forma; por Arquimedes

D= mv = Wa= WR−DlVsG Vs=

WR−WAGDl

Ladrillo

m=6.7 gVs=WR−WAGDl

Wa=3 g∗9.81 ms2

=29.43mg / s2 WR=6.7 g∗9.81 ms2

=65.72mg /s 2

Dl=1 gcm3

Vs=(65.72mg

s 2)−(29.43 mg

s2)

(9.81m /s 2)(1gcm3

) = 3.7cm 3

D= 6.7g3.7cm3 = 1.82g /cm3

Hierro

m=61.6 gVs=WR−WAGDl

Wa=53.5 g∗9.81 ms2

=524.84mg /s2 WR=61.6 g∗9.81 ms2

=604.3mg /s 2

Dl=1 gcm3

Vs=(604.3 mg

s2)−(524.84 mg

s2)

(9.81m / s2)(1gcm3

) = 8.1cm 3

D= 61.6 g8.1cm3 = 7.6 g/cm 3

Aluminio

m=21.4 gVs=WR−WAG Dl

Wa=14.3 g∗9.81 ms2

=140.283mg /s 2

WR=21.4 g∗9.81 ms2

=209.934mg /s2

Dl=1 gcm 3

Vs=(209.934 mg

s2)−(140.283mg

s 2)

(9.81m / s)(1gcm 3

) = 7.1cm3

D= 21.4 g7.1cm3 = 3.01g /cm3

Cobre

m=73 gVs=WR−WAG Dl

Wa=65.6g∗9.81 ms2

=643.536mg /s2 WR=73 g∗9.81 ms 2

=716.13mg /s2

Dl=1 gcm 3

Vs=(716.13mg

s 2)−(643.536mg

s 2)

(9.81m / s2)(1gcm3

) = 7.4cm 3

D= 73g7.4cm 3 = 9.86 g /cm3

Bronce

m=68.4 gVs=WR−WAG Dl

Wa=60.9g∗9.81 ms2

=597.43mg / s2 WR=68.4 g∗9.81 ms2

=671.004mg /s2

Dl=1 gcm 3

Vs=(671.004 mg

s2)−(597.43mg

s2)

(9.81m / s2)(1gcm3

) = 7.5cm 3

D= 68.4 g7.5cm3 = 9.12 g/cm 3

ANALISIS DE RESULTADOS

Se halló el valor de la densidad tanto de los sólidos analizados, hallada con los distintos volúmenes hallados con distintos métodos (método de Arquímedes, desplazamiento de agua y geométrico).

Se logró un trabajo óptimo ya que los materiales y objetos brindados en la práctica estaban en buen estado.

Las densidades obtenidas de los resultados por los diferentes métodos, concuerdan. Demostrando que cualquiera de estos métodos funciona sin ningún inconveniente.

Las pequeñas diferencias que existen entre los resultados de un método con el otro, son posibles causas de error humano, lectura en medidas. Igualmente el porcentaje de error está en un rango confiable.

CONCLUSIONES

Sin importar la forma geométrica que tenga un sólido, es posible calcular su densidad por medio de varios métodos eficaces, Arquímedes y desplazamiento de agua.

El agua, como referencia fundamental de densidad, proporciona una gran ayuda al momento de calcular la densidad en un objeto.

La densidad no depende del tamaño de un objeto, ésta únicamente hace relación a la cantidad de masa que hay en un volumen.

La densidad es inversamente proporcional al volumen, si un objeto aumenta su volumen, su densidad se ve disminuida.

BIBLIOGRAFIA

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Densidad_y_Volumen.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido

https://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes