Se Puede Determinar La Densidad de Sólidos Mediante El Empuje

8/19/2019 Se Puede Determinar La Densidad de Sólidos Mediante El Empuje

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I. INTRODUCCIÓN

- En un cuerpo físicamente homogéneo existe proporcionalidad

entre los volúmenes que se consideran y las masas

correspondientes a dichos volúmenes. Esta constante de

proporcionalidad se denomina densidad (ρ). Se dene como la

masa de la unidad de volumen. En el caso de cuerpos no

homogéneos de!emos denir una densidad puntual o ha!lar de

densidad media.

Esta propiedad de la materia" que la caracteri#a en cualquiera de

los estados en que se presenta" es f$cil de determinar en el

la!oratorio de forma sencilla" so!re todo en el caso de cuerpos

s%lidos.

Se puede determinar la densidad de un s%lido utili#ando el

&rincipio fundamental de la 'idrost$tica o &rincipio de

rquímedes" que dice *+odo cuerpo sumergido en un ,uido

experimenta un empue vertical hacia arri!a" igual al peso del

,uido desaloado por dicho cuerpo.

II. OBJETIVO

- /eterminar la densidad de los s%lidos a partir de la fuer#a de

empue y del volumen del agua desaloada.



III. MARCO TEÓRICO

- rquímedes (012-030 . 4.) se inmortali#% con el principio que

lleva su nom!re" cuya forma m$s común de expresarlo es “Todosólido de volumen V sumergido en un fuido, experimenta unempuje hacia arriba igual al peso del fuido desalojado”.

5a determinaci%n de la densidad de s%lidos por el principio de

rquímedes consiste en determinar el empuje (!" el cual se halla

reali#ando la diferencia entre el peso del s%lido en el aire (6s) y

el peso aparente del s%lido sumergido en el líquido (6a). El

volumen del líquido desaloado corresponde al volumen del

s%lido sumergido.

E = wdes = ws - wa = VdL

/onde 6des es el peso de líquido desaloado" 7 el volumen dels%lido y d5 la densidad del líquido.

&ara la determinaci%n de la densidad pueden emplearseinstrumentos !asados en el principio de rquímedes como la!alan#a de 8estphal y los aer%metros.

&recisamente al sumergir un cuerpo en un vaso de agua" el agua

eercer$ un empue so!re el cuerpo. Si recordamos la tercera leyde 9e6ton (acci%n y reacci%n) podremos determinar queentonces el cuerpo reaccionar$ so!re el agua con idéntica fuer#ay sentido contrario. Si colocamos el vaso de agua so!re una!alan#a" podremos medir el mE (exceso de masa) que la !alan#aregistra" cuando se introduce el cuerpo en el agua.

El método de rquímedes est$ vinculado al c$lculo de la

densidad de diversos o!etos que se encuentran en la naturale#a.

5a densidad se dene como la masa por unidad de volumen y es

una propiedad intensiva de los cuerpos" a sa!er" que no dependede la cantidad de materia de los mismos. 4ada elemento de la

naturale#a tiene una densidad que le es característica y única.

IV.MATERIALES

- &ie estativo

- 7arilla soporte" :;; mm

- 7arilla soporte con oricio" 3;; mm



- 9ue# do!le

- /inam%metro" 3 9

- /inam%metro" 0 9

- Soporte para dinam%metros

- 4olumna de aluminio

- 4olumna de hierro

- 7aso de precipitados" 3;; ml" pl$stico

- 7aso de precipitados" 0<; ml" pl$stico

- Sedal

- +ieras

V. PROCEDIMIENTO

Montaje:

- ta un tro#o de sedal en las columnas de hierro y aluminio"

haciéndole un la#o para colgarlos.

- =uita los tornillos de una de las nueces do!les" y $tale

igualmente un tro#o de sedal.

Realizacin:3. 4uelga sucesivamente en el dinam%metro las columnas de

aluminio y hierro" y la nue# do!le" y lee su fuer#a por peso >gl.

- nota los valores en la ta!la.

0. 4oloca !ao el estativo el vaso de precipitados grande lleno de

agua" sumerge sucesivamente los tres cuerpos" leyendo la fuer#a

por peso >g6.

- nota tam!ién los resultados en la ta!la.



VI. RESULTADOS

3. ?esultados de las medidas

C!e"#o$

%&l'N %&('N

%A'N V'c)* M+'& ρK

g /cm3

Al ;"3: ;"3 ;";: :"30 3:"@ 0"::%e ;"A< ;"@B ;";: :"30 A<"B 2"<N!ez,o-le

3"AA 3"31 ;"0: 0:"< 3A:"1 <"<A

VII. CUESTIONARIO

3. 4alcule el empue > restando >gl C >g6" y an%talo en la ta!la.

0. 4alcula el volumen de agua desaloada por el empue > y la

aceleraci%n de la gravedad g" y con la densidad del agua D6 3

gFcm@" el volumen 7 del cuerpo. n%talo en la ta!la.

@. 4alcula la masa mG del cuerpo a partir de la fuer#a por peso >gl

en el aire y de la aceleraci%n de la gravedad g. nota los valores.

A. 'alla el cociente DH de la masa del cuerpo mG y su volumen 7" y

llévalo a la ta!la.



<. ?e,exiona so!re los pasos del c$lculo" y descrí!elo ver!almente

o con f%rmulas.

3) &rimeramente" calculamos el empue que actúan so!re loss%lidos mediante la diferencia de la fuer#a por peso en el aire y

en el agua.

E > >gl C >g6

0) 5uego" calculamos el volumen del agua desaloada con los datos

o!tenidos del empue" gravedad y densidadI utili#ando la

f%rmula del principio de rquímedes

E D6.g.7

- /espeando la f%rmula en funci%n del volumen sería

V = E

ρw .g

@) 4alculamos la masa de cada s%lido dividiendo la fuer#a por peso

y la aceleraci%n de la gravedad.

mk = Fglg

A) &or último" hallamos la densidad de cada cuerpo mediante la

ra#%n de sus masas y el volumen.

ρk =mk

V

:. J&uedes reducir las f%rmulas" de forma que DH apare#ca s%lo

como funci%n de las fuer#as por peso en el aire y en el agua" es

decir DH f(>gl" >g6)K

ρk =mk

V =

Fgl

g

E

ρw .g

= Fgl . ρw

Fgl− Fgw=

Fgl

Fgl− Fgw



- +eniendo en cuenta que la densidad del agua es 3 gFcm@" se

simplica y o!tenemos la f%rmula en funci%n de las fuer#as por

peso en el aire y en el agua.

VIII. CONCLUSION

- En la siguiente pr$ctica hemos podido compro!ar que se puede

determinar la densidad de los s%lidos mediante la fuer#a de

empue" com!inando una serie de f%rmulas con el principio de

arquímedes logramos reducir y o!tener la densidad de un s%lido

en funci%n de las fuer#as por peso en el aire y en el agua" cuyadiferencia es el empue.

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