Trabajo de laboratorio de verificación del principio de Аrquímedes

Principio de Arquímedes

Enviado por Carolina Ospina

Resumen

Introducción y Objetivos

Materiales

Datos y Resultados

Análisis para la Medición de Incertidumbres

Análisis y discusión de resultados

Respuesta a las preguntas de la guía.

Conclusiones

Bibliografía

Resumen

Mediante este trabajo presentamos los resultados de un experimento básico para comprobar el principio de Arquímedes; determinando la densidad, el volumen, masas (las cuales son masa al aire y masa sumergida) de los cuatro sólidos utilizados y el empuje con sus respectivas incertidumbres y errores.

Introducción y Objetivos

En la naturaleza encontramos una serie de fenómenos que suceden a diario y que en algunas ocasiones pasan desapercibidos para nuestros ojos. Él poder comprender de manera más amplia estos fenómenos nos ayuda a entender mejor como se comportan algunas fuerzas que entran en acción bajo ciertas circunstancias.

Lo que se pretende en este laboratorio en precisamente analizar el comportamiento de las fuerzas que ejercen los líquidos sobre algunos sólidos que manipularemos de manera experimental.

Dentro de los objetivos que pretendemos alcanzar en esta practica de laboratorio están los siguientes:

Comprobar experimentalmente la teoría adquirida en clase sobre el principio de Arquímedes.

Determinar la diferencia entre los pesos y las fuerzas de empuje que ejercen los líquidos sobre los cuerpos sólidos sumergidos y al aire.

Determinar el volumen de algunos cuerpos sólidos por dos métodos ( por calibrador pie de rey y por volumen desplazado en un recipiente) y también poder determinar su densidad.

Materiales

Beaker marca SCHOTT DURAN (25ml).

Balanza OHAUS Triple beam balance 700 series con una precisión de 5 x 10 --5 Kg y una capacidad de 2,610 Kg

Calibrador Pie de Rey con una precisión de 5x10-4 m.

Recipiente con tubo de desagüe lateral.

Tres pesas cilíndricas de Cobre, Hierro y Aluminio; una pieza de aluminio en forma de cubo.

Agua (también puede usarse agua salada, alcohol, glicerina, etc.)

Procedimiento

Tomamos los cuatro sólidos de los cuales obtuvimos su respectivo volumen mediante un calibrador de pie de rey, posteriormente registramos estos valores en la tabla 1.

Pesamos los sólidos en la balanza de laboratorio al aire, donde asumimos este peso como real.

Colocamos el Beaker con agua debajo de la balanza, donde nuevamente volvimos a pesar los sólidos y registramos su peso en agua en la tabla.

Verificamos que el tubo de ensayo estuviera completamente seco, y lo pesamos totalmente vació para luego realizar las mediciones de volumen desplazado por el sólido.

Llenamos con agua el tubo con desagüe lateral hasta que dejara de rebosar agua, ponemos el tubo de ensayo debajo del desagüe donde recogerá el agua que sobra por el líquido desplazado al introducir el sólido en el recipiente.

Sumergimos cada uno de los sólidos en el tubo con desagüe lateral y obtuvimos el líquido que sobra con el tubo de ensayo.

Con cada una de las medidas, pesamos el tubo de ensayo con él liquido sobrante o desplazado por el sólido y lo consignamos en la tabla

El procedimiento se repitió cuatro veces para cada uno de los sólidos desde el punto 4. Con la excepción de que el tubo de ensayo solo se peso una sola vez.

Datos y Resultados

TABLA 1

SÓLIDO

V MEDIDO

[CM3]

W AL AIRE

[DN]

W SUMERGIDO

[DN]

W LIQ. DESPLAZA

[DN]

V DESALOJADO

[CM3]

Cilindro De Aluminio

20.592

6.47 x 104

4.09 x 104

2.39 x 104

24.9

Cubo De Aluminio

12.706

3.35 x 104

2.12 x 104

1.17 x 104

12.4

Cilindro De Cobre

10.129

1.09 x 105

9.68 x 104

1.18 x 104

12.5

Cilindro De Hierro

10.133

9.80 x 104

8.53 x 104

1.31 x 104

13.9

TABLA 2

SÓLIDO

EMPUJE

r GEOMÉTRICO

r ARQUÍMEDES

r

CONVENC

Cilindro de aluminio

2.38 x 104

2.41 x 107

1.72

2.71

2.7 x103

cubo de aluminio

1.23 x 104

1.21 x 107

2.63

2.72

2.7 x 103

cilindro de cobre

1.22 x 104

1.22 x 107

11.0

8.93

8.96 x 103

cilindro de Hierro

1.27 x 104

1.35 x 107

9.83

7.71

7.96 x 103

Expresiones Utilizadas Para Los Cálculos:

La densidad geométrica se calculó con la expresión ρ = M / V

La densidad por Arquímedes se calculó con la expresión

El volumen geométrico se calculó para el cubo con la expresión

V = (largo)(ancho)(alto) = largo2(alto)

Debido a que el largo y el ancho eran iguales y para los cilindros se utilizó la expresión

V = π r2 h

Para calcular el empuje se utilizó la expresión E = (r fluido)(V desalojado)(a gravedad)

Análisis para la Medición de Incertidumbres

Cálculo de incertidumbre para el volumen de los objetos

VARIABLES DE INFLUENCIA

COMPONENTES DE INCERTIDUMBRE

Observador

0,01 cm

Resolución del pie de rey

0,00025 cm

Incertidumbre combinada

0,01025 cm

Incertidumbre W Al Aire Y Beaker

VARIABLES DE INFLUENCIA

COMPONENTES DE INCERTIDUMBRE

Observador

0,02 gr

Resolución de la Balanza

0,005 gr

Incertidumbre combinada

0,025 gr

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