LABORATORIO DE FISICA B

TEMA.- “HIDROSTATICA 1”

NOMBRE.- Henry David Galarza Torres.

PARALELO.- “9”

PROF.- ING CARLOS MARTINEZ.

FECHA DE ENTREGA.- Viernes, 5 / 11 / 2010.

II TÉRMINO 2010.

CONTENIDO

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL.

INSTITUO DE CIENCIAS FISICAS.

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL.

INSTITUO DE CIENCIAS FISICAS.

CONTENIDO A CALIFICARSE: NOTA

OBJETIVOS

RESUMEN

INTRODUCCION

PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL

RESULTADOS

DISCUSION

CONCLUSION

BIBLIOGRAFIA

OBJETIVOS RESUMENINTRODUCCIONPROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL RESULTADOSDISCUSION CONCLUSIONBIBLIOGRAFIA

RESUMEN

En esta práctica aplicaremos formulas ya conocidas para determinar la densidad de las muestras sólidas a utilizar y también la del diesel, utilizaremos la balanza de Jolly que nos dará los datos necesarios para poder encontrar los resultados de cada densidad. Debemos ser muy cuidadosos y darle mucha importancia a cada medición que hacemos.

Establecer nuestro sistema de referencia será esencial durante el desarrollo de la práctica, ya que si no lo hacemos no obtendremos un buen resultado. Si las mediciones y la aplicación de formulas fueron las correctas debemos llegar a encontrar como resultado un valor aproximado al de las densidades conocidas de cada uno de las muestras.

ABSTRACT

In this practice we will apply you formulate already well-known to determine the density of the solid samples to use and also the one of the diesel engine, we will use the balance of Jolly that will give the data us necessary to be able to find the results of each density. We must be very careful and to give much importance to each measurement that we do.

To establish our reference system will be essential during the development of the practice, since if we do not do it we will not obtain a good result. If the measurements and the application of you formulate they were the correct ones we must get to find as result a value approximated to the one of the densities known each of the samples.

OBJETIVOS

Utilizando el principio de Arquímedes, determinar la densidad relativa de sólidos y líquidos.

INTRODUCCION

El principio de Arquímedes establece que todo cuerpo sumergido en el interior de un fluido recibe un empuje hacia arriba que es, en magnitud, igual al peso del líquido que desaloja.

La densidad relativa de una sustancia es la densidad de la sustancia a la densidad del fluido que utilicemos como referencia.

ρREL=ρSUST

ρREFERENCIA

El resultado de esta relación es un número que nos indica que tan grande es la densidad de la sustancia con relación a la de referencia.

La balanza de Jolly es un dispositivo que puede ser usado para medir la densidad relativa usando para esto el principio de Arquímedes.

Consiste en un pedestal tubular cuya altura puede ser ajustada mediante la perilla; una escala Vernier permite tomar las lecturas de los cambios en la altura del pedestal, un indicador situado en un tubo transparente. Del extremo del pedestal se suspenden dos platillos, superior e inferior, mediante un resorte. El platillo inferior se sumerge en el recipiente con fluido, mientras el superior se sostiene en el aire.

La muestra del material cuya densidad relativa se desea establecer se coloca en el platillo superior, el peso de la muestra estira el resorte hacia abajo una distancia X, la cual puede ser medida retornando a la posición inicial que tenían los platillos elevando el extremo del pedestal hasta que el marcador vuelva a colocarse en la posición inicial que tenía antes de depositar la muestra en el platillo; la cantidad X es la altura que se debe elevar el pedestal, la cual se mide en la escala Vernier. El proceso es similar al colocar la muestra en el platillo inferior dentro del agua, la altura que se desplace la llamaremos X L

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Equipo:

Balanza de JollyVaso de PrecipitaciónAguaMuestra solida de densidad desconocidaMuestra liquida de densidad desconocida

Proceso:

Tal como indico el profesor en el ejemplo experimental que hizo, antes de

comenzar la práctica debemos encerar y escoger un nivel de referencia en el

tubo transparente y este nivel no se puede cambiar porque no obtendríamos

el resultado deseado.

Llenamos en vaso de precipitación con agua y lo colocamos en la balanza

de Jolly de modo que el platillo inferior de la balanza quede completamente

sumergido evitando que toque el fondo.

Ahora colocamos la muestra 1 (hierro) en el platillo superior y llevamos al

sistema a la posición inicial, ajustando con la perilla hasta hacer coincidir

nuestro nivel de referencia. Anotamos la medida que nos indica el vernier

con su respectiva incertidumbre, a este desplazamiento lo llamaremos X.

Enceramos la balanza y el nivel de referencia y ahora colocamos la muestra

1 en el platillo inferior y lo dejamos sumergir completamente en el agua. Con

la perilla ajustamos de tal manera que nuestro nivel de referencia coincida

con su posición inicial. Anotamos la lectura que nos indica el vernier con su

respectiva incertidumbre. A este desplazamiento lo llamaremos X L.

Debemos tener en cuenta que X L tiene que ser menor en magnitud a X

caso contrario estaría mal la medición.

Enceramos la balanza y colocamos el nivel de referencia en su posición

inicial.

Reemplazamos el agua dentro del vaso de precipitación por diesel y

dejamos sumergir al platillo inferior con la muestra 1. Ajustamos con la

perilla de manera que nuestro nivel de referencia coincida con la posición

inicial. Anotamos la medida que nos indica el vernier con su respectiva

incertidumbre y llamaremos a este desplazamiento X q. Esto se hace para

encontrar la densidad relativa del diesel. Se debe cumplir que X q tiene que

ser menor en magnitud a X.

Aplicamos las formulas aprendidas para encontrar la densidad de la muestra

1 y la densidad relativa del diesel y aplicando calculo para hallar la

incertidumbre de cada una.

El mismo procedimiento es para las otras muestras (aluminio y cobre) y

solamente se trabaja con el vaso de precipitación lleno de agua ya que la

densidad relativa del diesel ya la sabemos y la calculamos.

RESULTADOS

1.- Observaciones y datos

a1) Complete la tabla de datos mostrada

Muestras X X L

1 (0.94±0,01 ) 0.82±0,012 (0,27±0,01) 0,17±0,013 ¿) 1.89±0,014 (2.91 ±0,01¿ 2.67±0,01

CÁLCULOS CON EL HIERRO:

X=(0.94±0,01 ) En el platillo superior. (Agua)

X L=(0.82±0,01 )En el platillo inferior. (Agua)

ρHIERRO=X

X−XL

[g/cm3]

ρHIERRO=0.94

0.94−0.82[g /cm3]

ρHIERRO=7 .83[ g/cm3]

C=X−X L

C=0.94−0.82= 0.12

∆C=∆ X+∆ XL

∆C=0,01+0,01=0.02

∆C=0,02

∂HIERRO=XC

[g /cm3]

∆HIERRO=| 1C|∂x+|−X

C2 |∂C[ g

cm3 ]∆HIERRO=| 10.12|(0,01)+|−0.940.122 |(0,02 )

∆HIERRO=1.83 [g /cm3]

ρHIERRO=(7 ,83±1 ,83)¿

CÁLCULO CON EL ALUMINIO

X=(0,27±0,01 ) En el platillo superior. (Agua)

X L=(0,17±0,01 )En el platillo inferior. (Agua

ρALUMINIO= XX−X L

[g /cm3]

ρALUMINIO=0.27

0.27−0.17[ g/cm3]

ρALUMINIO=2.7 [g /cm3]

C=X−X L

C=0.27−0.17

C=0,10

∆C=∆ X+∆ XL

∆C=0,01+0,01

∆C=0,02

∂ALUMINIO=XC

[ g/cm3]

∆ ALUMINIO=| 1C|∂ x+|−X

C2 |∂C [g /cm3]

∆ ALUMINIO=| 10.10|(0,01)+|−0.270.102 |(0,02 )[ g/cm3]

∆ ALUMINIO=0,64 [g /cm3]

ρALUMINIO=(2 .7±0.64 )[g /cm3]

CÁLCULO CON EL COBRE

X=(2.13±0,01 ) En el platillo superior. (Agua)

X L=(1.89±0,01 )En el platillo inferior. (Agua)

ρCOBRE=X

X−X L

[ g/cm3]

ρCOBRE=2.13

2.13−1.89[g /cm3]

ρCOBRE=8,87 [g/cm3]

C=X−X L

C=2.13−1.89

C=0,24

∆C=∆ X+∆ XL

∆C=0,01+0,01

∆C=0,02

∂COBRE=XC

[g /cm3]

∆COBRE=| 1C|∂ x+|−X

C2 |∂C [ g/cm3]

∆COBRE=| 10.24|(0,01)+|−1,050.242 |(0,02 )

∆COBRE=0,40 [g /cm3]

ρCOBRE=(8,87±0.40)[ g/cm3]

CALCULO CON EL LATON

X=(2.91±0,01 ) En el platillo superior. (Agua)

X L=(2.67±0,01 )En el platillo inferior. (Agua)

ρLATON=X

X−X L

[g /cm3]

ρLATON=2.91

2.91−2.67[g /cm3]

ρLATON=12.13 [g /cm3]

C=X−X L

C=2.91−2.67= 0.24

∆C=∆ X+∆ XL

∆C=0,01+0,01=0.02

∆C=0,02

∂LATON=XC

[ g/cm3]

∆LATON=|1C|∂ x+|−X

C2 |∂C [ g

cm3 ]∆LATON=| 1

0.24|(0,01)+|−2.910.242 |(0,02 )

∆LATON=1.05[g /cm3]

ρLATON=(8.55±1,05)¿

a2) Determine la densidad relativa de los materiales

4 Laton 8.55±1 ,05

Densidad de las Muestras Sólidas

Muestras Sustancia ρ relativa (g/cm)

1 Hierro 7 ,83±1,83

2 Aluminio 2 .7±0.64

3 Cobre 8,87±0.40

b) Densidad relativa de un líquido

b1) Complete la tabla de datos mostrada

Muestra X X q X L

1 2.13 1.92 1.89

CÁLCULOS CON EL DIESEL

ρℜDIESEL=X−Xq

X−XL

[g /cm3]

ρℜDIESEL=2.13−1.922.13−1.89

[ g/cm3]

ρℜDIESEL=0 ,875 [g/cm3]

ρℜDIESEL=X−Xq

X−XL

[g /cm3]

C=X−X L

C=2.13−1.89

C=0,24

∆C=∆ X+∆ XL

∆C=0,01+0,01

∆C=0,02

B=X−X q

B=2.13−1.92

B=0,21

∆C=∆ X+∆ Xq

∆ B=0,01+0,01

∆ B=0,02

∂ℜDIESEL=BC

[ g/cm3]

∆ℜDIESEL=|1C|∂B+|−B

C2 |∂B[ g/cm3]

∆ℜDIESEL=| 10,24|(0,02)+|−0.210.242 |(0,02 )[g /cm3]

∆ℜDIESEL=0,15[ g/cm3]

ρℜDIESEL=¿

b2) Determine la densidad relativa del liquido suministrado.

Densidad de la Sustancia

Muestra Sustancia ρ relativa (g/cm3 ¿)

1 Diesel 0 ,875±0,15

2.- Análisis

a) Determine el error relativo de cada densidad relativa obtenida de las muestras solidas.

Muestras % Error1.- Hierro 0.62.- Aluminio 03.- Cobre 0.54.- Latón 1.7

Cálculos

%Error Hierro=|Valor Teorico−Valor ExperimentalValor Teoric o |∗100%

%Error Hierro=|7.88−7.837.88 |∗100%%Error Hierro=0.6%

%Error Aluminio=|2.7−2.72.7 |∗100%%Error Aluminio=0%

%Error Cobre=|8.92−8.878.92 |∗100%%Error Cobre=0.5%

%Error Laton=|8.4−8.558.5 |∗100%%Error Cobre=1.7%

b) Determine el error relativo de la densidad relativa obtenida de la muestra liquida

Muestra %Error1.- Diesel 1.14

%Error Hierro=|Valor Teorico−Valor ExperimentalValor Teorico |∗100%

%Error Hierro=|0.875−0.8650.875 |∗100%%Error Hierro=1.14%

DISCUSION

d) El acero es más denso que el agua. Entonces, ¿Por que flotan los barcos de acero?

Según el principio de Arquímedes si un objeto flota en el agua es porque su densidad es menor que la de ésta.

Así la madera flota de forma natural porque su densidad es menor que la del agua sobre la que se apoya.

Los barcos de acero o de metales más densos que el agua se hundirían irremisiblemente si no fuera porque se diseñan de tal forma que su quilla (la parte en contacto con el agua)  tiene compartimentos que pueden llenarse de aire o de agua, disminuyendo o aumentando su densidad a voluntad.

e) Cuando una persona un bote de remos en un pequeño lago lanza un ancla por la borda, ¿el nivel del agua en el lago sube, baja o permanece igual?

Queda igual ya que el bote contenía dicho peso

CONCLUSIONES:

Se cumplió con los objetivos planteado y se comprobo que el principio de Arquímedes aplicado en la balanza de Jolly nos da un valor muy aproximado a los reales de cada uno de las muestras y fluidos utilizados para esta práctica.

En varias ocasiones la lectura individual que se tomaba del vernier no era la misma y ocasionaba que los resultados y el cálculo de las incertidumbres salieron diferentes para cada uno, aun así los resultados que obtuvimos se encuentran dentro de un intervalo aceptable lo que nos dio a entender que si estábamos desarrollando bien la práctica.

BIBLIOGRAFIA

Guía de Laboratorio de Física B.

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

http://74.125.113.132/search?q=cache:1bKF69JSt_EJ:www.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEII/Experiencia3_08.doc+balanza+de+jolly&cd=10&hl=es&ct=clnk&gl=ec.

CONCEPTUAL/TEÓRICO(Pensar)

METODOLÓGICO(Hacer)

V DE GOWIN – HIDROSTATICA 1

TEORIA

Esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento.

CONCEPTOS CLAVES

Fuerzas de flotación

Densidad relativa

Balanza de Jolly

CONCLUSION

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.

REGISTROS

Se verifico la densidad relativa de sólidos y líquidos mediante la aplicación del principio de Arquímedes.

PREGUNTA CENTRAL

Porque flotan los cuerpos?

PRINCIPIO

Este movimiento está definido por un campo vectorial de velocidades correspondientes a las partículas del fluido y de un campo escalar de presiones, correspondientes a los distintos puntos del mismo.

Es por densidad, si la densidad de un cuerpo es menor que la densidad del agua entonces el cuerpo flotara pero si la densidad del cuerpo es mayor que la del agua se hundirá.