UN NUEVO INFORME DENSIDAD DE UN SOLIDO

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DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE UN SOLIDO

Aguilar Jenny, Fernandez Isabel, Finscue  Edward, Gaviria Harold

{jaguilarm, adrianf, ejfinscue, harolde}@unicauca.edu.co

Universidad del Cauca

Resumen 

En esta práctica de laboratorio buscamos hallar experimentalmente la densidad de un sólido, mediante cuatro métodos: geométrico, de la probeta, principio de Arquímedes y principio de Arquímedes con balanza, métodos que son aplicados con el fin de determinar el volumen y la masa del cuerpo para luego calcular y analizar la densidad. En esta práctica se tiene como principal objetivo realizar un estudio detallado sobre la densidad de cuatro sólidos: cobre, aluminio, bronce y plomo.

Índice de Términos: Densidad, geométrico,  Principio de Arquímedes, Fuerza de empuje.

1. INTRODUCCIÓN

La densidad es una propiedad física importante de materiales, y es Importante en la ciencia y la industria. La extensa literatura sobre la densidad muestra que las determinaciones de la densidad de los materiales es un problema constante y recurrente, en cualquier lista de las propiedades físicas de una sustancia, su densidad o peso específico se incluyen normalmente. Si los valores de densidad de una sustancia se van a comparar cuando son obtenidos por diferentes observadores o diferentes métodos, es importante que ambos sean tanto precisos como comparables.1 La densidad es la masa por unidad de volumen y por lo general se expresa en gramos por centímetro cúbico.

La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras. La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen

[pic 1] 

Ec. 1

El estudio de los sólidos tiene un interés  considerable, debido a sus aplicaciones potenciales. No hay materia en el mundo que carece de defectos. La mayoría de las cantidades tienen características físicas, tales como la presión, densidad, temperatura, etc., que son de naturaleza continua. De éstos, la densidad es una propiedad importante que se utiliza para identificar los elementos, compuestos y minerales.2

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

«Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al eso del volumen del líquido que desaloja».

Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así:

[pic 2]

Ec. 2

Donde E es el empuje, [pic 3][pic 4] es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.4 

1. procedimiento para la Sumisión del Documento

1. Procedimiento 1: Determinación de la densidad de un sólido- Método Geométrico

Consiste en calcular la densidad de un objeto tomando sus dimensiones y con esto encontrar su volumen además de esto pesando el objeto para hallar su masa, después de esto aplicamos la ecuación 1 y obtenemos la densidad.

Procedimiento 2: Determinación de la densidad de un sólido- Método de la Probeta

El sólido se sumerge con cuidado y completamente en una probeta que contiene un volumen exacto de agua (Vo). Luego se lee cuidadosamente el volumen final (Vf). El volumen del sólido corresponde a la diferencia:

V-sólido = Vf – Vo

Ec. 3

Procedimiento 3: Determinación de la densidad de un sólido- Método de Arquímedes

Suspendemos el cuerpo del dinamómetro en el aire, tabular el valor como T1, ponemos suficiente agua en el vaso de precipitado aproximadamente 60 mL y mantenemos sumergido  el sólido con ayuda de un hilo unido al dinamómetro y un soporte, tomamos la lectura del equipo de medida.

Procedimiento 4: Determinación de la densidad de un sólido- Método de Arquímedes usando Balanza

Para realizar las mediciones utilizamos una balanza electrónica de alta sensibilidad  (0,01 g); sobre ella colocamos la probeta con agua y calculamos su masa. Luego, taramos la balanza y sumergimos gradualmente un cilindro metálico medimos a ciertos niveles de inmersión del mismo la variación de mE que  mostraba la balanza.

El incremento del empuje mostrado por la balanza, es una consecuencia de la tercera ley de Newton. Justamente, el tener un vaso de agua sobre la balanza y al sumergir un objeto en él, el agua ejercía un empuje (E) sobre el cuerpo de manera tal que este último reaccionara con una fuerza igual y opuesta sobre el agua, por lo que el valor que reflejaba la balanza era equivalente a mE.

[pic 5]

Ec. 4

podemos decir que la relación entre el mE y el volumen del sólido sumergido es directamente proporcional; lo que quiere decir que cuanto mayor sea la longitud del cilindro dentro del agua, más grande será el valor de la fuerza de empuje que indicará la balanza.4

1.  Figuras, TABLAS Procedimientos

Tabla 1: Procedimiento 1

Tabla 2. Procedimiento 2

Peso Probeta Vacía: 42,90 g

Tabla 3. Procedimiento 3

Tabla 4. Procedimiento 4

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