Practica Densidades

Práctica Número 5Densidades

E. Garzón (1401078)

C.A. Campos (1401082)

S.A. Buitrago *(2902640)

C.A. Ortiz (1101901)

UMNG

Resumen/Abstract

Para el desarrollo de la práctica, se identificaron los elementos involucrados además de los materiales utilizados en el sistema a manejar para la toma de datos correspondiente; se identificaron los objetos utilizados en experimentación para hallardensidades con diferentes métodos generando su comparación teórica; se verificaron principios como el de Arquímedes, observando los valores obtenidos y con ello analizando los errores experimentales en práctica involucrados.

Introducción

Por medio de la práctica de laboratorio a desarrollar se identificarán diferentes densidades de diferentes objetos sólidos regulares o irregulares, con ello también densidades para líquidos por medio de procedimientos pertinentes y adecuados. Lo anterior considerando la densidad como la masa por unidad de volumen. Los modelos a utilizar para con cada objeto o elemento a medir se basan en Principio de Arquímedes.

Dentro del componente teórico podemos afirmar que la densidad de un cuerpo se define como anteriormente se mencionaba la masa por unidad de volumen, involucrando parámetros referentes al peso y a la cantidad. La densidad se expresa en el SI como Kilogramo por metro cúbico (1Kg/m^3). Como métodos relevantes para identificar densidades tanto de elementos regulares como irregulares se identifica el Principio de Arquímedes; en cuánto a líquidos hablamos de métodos como el del Picnómetro, el Principio de Arquímedes aquí también es fundamental. Involucrando la temperatura como un aspecto relevante al momento de obtener densidad de un objeto o líquido, en el instante en que la temperatura se eleva existe la dilatación, por lo tanto cambia el volumen, la densidad disminuye; para cuando la temperatura disminuye los objetos se contraen, por lo cual disminuye su volumen, la densidad aumenta. Para con algunas sustancias comunes ya existe una determinada densidad de caracterización; por lo tanto por la densidad se puede dar a conocer el material del objeto. El Principio de Arquímedes contempla que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta una fuerza de empuje hacia arriba que equivale al peso del líquido desplazado.

Considerando:

(1)

Donde m es la masa del cuerpo, ma es la masa aparente, la densidad del fluido y es la densidad del cuerpo. Con ello podemos afirmar y concluir:

Cuando el cuerpo se encuentra totalmente sumergido el volumen del cuerpo es igual al volumen del líquido desalojado, cuando el cuerpo flota parcialmente en el líquido, el volumen del líquido desalojado correspondente al volumen de la parte del cuerpo que se encuentra sumergido.

El concepto de empuje nos determina la densidad de un sólido (Pc). Se determina la masa real (m) por medio de una balanza; posterior a ello se sumerge el objeto en un líquido de densidad conocida (Pf) determinando así la densidad aparente del objeto (Ma), aclarando que será menor que la real. Esta diferencia se debe al empuje, por lo tanto la diferencia M-Ma es igual a la masa del agua desalojada por el cuerpo.

Datos teóricos a comprobar: Densidades tanto de objetos como líquidos verificando las unidades obtenidas; Verificar densidades por Principio de Arquímedes como también principio de Picnómetro; Relacionar los objetos experimentalmente utilizados con las densidades teóricamente estipuladas para cada clase de material o sustancia.

Complementando la argumentación teórica:

E=m.V

E=Wiq= δliq.V.g

Wa=Wr*Fr

Mag=Mrg-M2g

∑▒〖Fy=0〗

T+Fe=Wr

Figura 1. Sistema dinamómetro sumergido.

1 ) T=mg (2)

2) T^'=Wa=Wr-Fe (3)

Ma=m- δl .V;Ma= δl*m/δ= m (1-δl/ρ)Figura 2. Sistemadinamómetro

V=m/δ=ml/δl ; Ma/M=1-δl/δ; δl=l/m (M-Ma); δl=(M-Ma)/M δf (4)

Resultados y análisis

Cilindro Grande Peso Real Peso Aparente (g) Volumen (mL)

Báscula (g) Dinamómetro (g) 170 20

197.3 220 Radio (m): 0.012

Altura (m): 0.044

Tabla 1. Datos primer sistema involucrando Cilindro grande.

Volumen Geométrico:

V= π .r^2.h= π .(〖0.012825〗^2 ).0.04415 = 2.28x〖10〗^(-5)

Pc=m/v=(0.20865 kg)/(2.28x〖10〗^(-5) )=9.14x〖10〗^3

Volumen sumergido:

(1) ∑▒〖F=B+T2-Fg= 0 ;B=Fg-T2=Wr-Wa=208.65g-170g=38.65 g 〗

(2)Vc=Va=38.65g/Pag=0.03865kg/(1.44 x〖10〗^3 KG/m^3*9.8 m/s^2 )=2.73 x〖 10〗^(-6)

(3)Pc=Mc/Vc=Mcg/Vcg=(0.2086 Kg)/(2.73 x 〖10〗^(-6) (9.8 m/s^2))=7.79 x 〖10〗^3 Kg/m^3

Fuerza de Empuje (Principio de Arquímedes)

〖(4)∑▒f=B+T2-Fg= 0; T〗^'=Wa=Wr-Fe;Fe=Wr-Wa=208.65 g-170g=38.65 g

Densidad de líquido (Principio de Arquímedes):

(5)δL=(Mr-Ma)/Mr* δf=(0.20865 kg-0.170 kg)/(0.20865 kg)*7.79 x〖10〗^3 kg/m^3=1.44x〖10〗^3 kg/m^3

// Podemos asumir que el material del cilindro es Cobre.

Cilindro pequeño Peso Real Peso Aparente (g) Volumen (mL)

Báscula (g) Dinamómetro (g) 60 7

70 75.6 Radio (m): 10.8x10^-3

Altura (m): 0.020

Tabla 2. Datos segundo sistema involucrando Cilindro pequeño.

Volumen Geométrico:

V= π .r^2.h= π .(10.8 x〖10〗^(-3) m).0.020m = 7.32 x〖10〗^(-6)

Pc=m/v=(0.07025 kg)/(7.25x〖10〗^(-6) )=9.68 x10^3

Volumen sumergido:

∑▒〖F=B+T2-Fg= 0 ;B=Fg-T2=Wr-Wa=70.25g-60g=10.25 g 〗

Vc=Va=10.25g/Pag=0.01025kg/(1000 KG/m^3*9.8 m/s^2 )=1.045 x〖 10〗^(-6)

Pc=Mc/Vc=Mcg/Vcg=(0.07025 Kg)/(1.045 x 〖10〗^(-6) (9.8 m/s^2))=6.85 x 〖10〗^3 Kg/m^3

Fuerza de Empuje (Principio de Arquímedes)

〖∑▒f=B+T2-Fg= 0; T〗^'=Wa=Wr-Fe;Fe=Wr-Wa=70.25 g-60g=10.25 g

Densidad de líquido (Principio de Arquímedes):

δL=(Mr-Ma)/Mr* δf=(0.07025 kg-0.060 kg)/(0.07025 kg)*6.85x〖10〗^3 kg/m^3=0.999x〖10〗^3 kg/m^3

// Podemos asumir que el material del cilindro es Cobre.

Cilindro Grande Peso Real Peso Aparente (g) Volumen (mL)

Báscula (g) Dinamómetro (g) 150 21

172.9 190.0

Radio (m): 12.65x10^-3

Altura (m): 0.042

Tabla 3. Datos tercer sistema involucrando Cilindro grande.

Volumen Geométrico:

V= π .r^2.h= π .(12.65x10^-3^2).0.042 m =2.11x〖10〗^(-5)

Pc=m/v=(0.18145 kg)/(2.11x〖10〗^(-5) )=8.59 x〖10〗^3

Volumen sumergido:

∑▒〖F=B+T2-Fg= 0 ;B=Fg-T2=Wr-Wa=181.45

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