BALANZA DE JOLLY

BALANZA DE JOLLY

1. OBJETIVOS

• Encontrar la densidad del cuerpo sólido por el método de la definición.
• Validar la Balanza de Jolly como método alternativo para determinar la densidad de un cuerpo sólido cuyo valor sea mayor que la del agua.

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

La densidad es una de las propiedades más importantes de un cuerpo, la determinación de la misma se consigue por su definición, es decir a través de la medida de su masa y su volumen para reemplazar luego en:  m/v

 La masa se obtiene de pesar el cuerpo y aplicando: m=W/g, el volumen se encuentra a través de sus medidas geométricas o sumergiendo el cuerpo en un recipiente con agua y regulación que permita medir el volumen desplazado. Por otra parte, es posible determinar si la densidad de un cuerpo es mayor o menor que la de un fluido, en función de, si el mismo se hunde o flota en él. En el presente experimento, se investigará la Balanza de Jolly, un método alternativo para medir la densidad de un cuerpo cuya densidad es mayor que la del agua.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES: Debido a la fuerza gravitatoria de la tierra, los fluidos ejercen una presión perpendicular sobre los cuerpos como se muestra en la figura 1 con las flechas finas. Esta presión está en función de la profundidad y la densidad del fluido, entonces como la presión que ejerce el fluido sobre el cuerpo es mayor en la proximidad de su base, se obtiene una fuerza resultante sobre el cuerpo dirigida hacia arriba tal como se representa por la flecha gruesa, esta fuerza es conocida como EMPUJE “E” o fuerza de Arquímedes en honor al matemático griego que enunció dicho principio.

                                                    empuje que produce un fluido

[pic 1]

1. MATERIALES

• Resorte
• Prensa (para sostener el resorte a un soporte)
• Recipientes con agua
• Regla y escuadra
• Vernier o tornillo micrométrico
• Cuerpo de acero u otro metal de geometría regular
•  Hilo de nylon Nº 60

1. PROCEDIMIENTO

1. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL CUERPO CON LA ECUACIÓN DE LA DEFINICIÓN

• Elegir un cuerpo con densidad mayor a la del agua, por ejemplo un bloque de acero.
• Identificar las medidas necesarias para definir el volumen del mismo, si éste presentara perforaciones, también deberán considerarse.
• Cada estudiante componente del grupo deberá obtener al menos un conjunto de medidas que permita obtener el volumen del cuerpo.
• Pesar el cuerpo, si la balanza es digital bastará con tomar una sola lectura, debe recordarse que la balanza mide el peso y no la masa del cuerpo.

1. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL CUERPO CON LA BALANZA DE JOLLY

• Verificar que el resorte tenga comportamiento lineal (X1 debida a un peso W, cambia a 2X1 debida a 2W), algunos resortes presentan tensión de compresión sin aplicación de carga (no se pueden comprimir), en cuyo caso debe colocarse un peso de precarga para aliviar dicha tensión. Debe constatarse también que el peso no rebase el límite de elasticidad del resorte.
• Armar la sujeción del resorte con una regla graduada colocada en posición vertical, puede ayudarse de una plomada.
• Marcar el nivel de referencia en el extremo inferior del resorte sin la carga del cuerpo principal.
• Colgar el cuerpo de un hilo inextensible del resorte y medir X1.
• Cada estudiante componente del grupo deberá realizar esta operación para obtener varias medidas de X1
• Llenar un recipiente con agua verificando que el cuerpo pueda sumergirse completamente
• Introducir el cuerpo dentro el recipiente, cuidando que el peso de precarga (si se lo hubiese colocado) no se introduzca dentro del recipiente. Debe constatarse que el cuerpo quede completamente sumergido en el agua y no choque con ningún lado de las paredes del recipiente.
• Medir X2.
• Cada estudiante componente del grupo deberá realizar esta operación para obtener varias lecturas de X2

1. DATOS EXPERIMENTALES

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