Balanza de Jolly

Balanza de Jolly
1.1 Introducción
La determinación de la densidad se consigue por su definición, a través de la medida de su masa y volumen: 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.

1.2 Formulación de la hipótesis
Siendo:
la densidad del cuerpo encontradaexperimentalmente con el método de la Balanza de Jolly.
la densidad del cuerpo encontrada experimentalmente con de la definición.
Hipótesis nula H0:
Hipótesis alternativa H1: Bilateral o de dos colas
Para no rechazar H0, debe cumplirse: t calculado < t de tablas.
De lo contrario se rechaza H0, es decir ladeterminación de la densidad del cuerpo por el método de la balanza de Jolly no es válida o el procedimiento presentó error sistemático.

1.3 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.

1.4 Diseño del experimento
1.4.1Materiales y equipos
Resorte
Prensa (para sostener el resorte a un soporte)
Recipientes con agua
Regla y escuadra
Vernier
Cilindro hueco de acero
Hilo
Balanza

1.4.2 Determinación de la densidad del cuerpo con la ecuación de la definición
1. Elegir un cuerpo con densidad mayor a la del agua, por ejemplo un bloque de acero.
2. Identificar las medidas necesarias para definir el volumendel mismo, si éste presentara perforaciones, también deberán considerarse.
3. Se deberá obtener al menos un conjunto de medidas que permita obtener el volumen del cuerpo.
4. 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.

1.4.3 Determinación de la densidad del cuerpo con la Balanza de Jolly
1.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 la tensión. Debe constatarse también que el peso no rebase el límite de elasticidad del resorte.
2. Armar la sujeción del resorte conuna regla graduada colocada en un aposición vertical, puede ayudarse de una plomada.
3. Marcar el nivel de referencia en el extremo inferior del resorte, sin la carga del cuerpo principal.
4. Colgar el cuerpo de un hilo inextensible del resorte y medir X1.
5. Se deberán obtener varias medidas de X1.
6. llenar un recipiente con agua verificando que el cuerpo pueda sumergirse completamente.
7.Introducir el cuerpo dentro del 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.
8. Medir X2.
9. Se deberá realizar esta operación para obtener varias lecturas de X2.

1.5 Presentación de resultados1.5.1 Cálculos
Densidad del cuerpo según la ecuación de la definición:
n
r1 (mm)
r1 (m)
r2 (mm)
r2 (m)
L (mm)
L (m)
1
50,02
0,05002
20,10
0,02010
60,20
0,06020
2
50,10
0,05010
20,20
0,02020
60,00
0,06000
3
50,12
0,05012
20,16
0,02016
60,20
0,06020
4
50,08
0,05008
20,08
0,02008
60,00
0,06000
5
50,10
0,05010
20,12
0,02012
60,00
0,06000
6
50,06
0,0500620,20
0,02020
60,00
0,06000
7
50,00
0,05000
20,12
0,02012
60,00
0,06000
8
50,33
0,05033
20,00
0,02000
60,00
0,06000
Promedio
 
0,05010
 
0,02012
 
0,06005

Utilizando la calculadora encontramos la desviación estándar:
Sr1 = 1.01 x 10-4
Sr2 = 6.63 x 10-5
L = 8.82 x 10-5

Con una probabilidad del 99% (ά = 0.005)

r1 = 0.0501 ± 1.25x10-4 r2 = 0.0201 ±...