Balanza De Joully

BALANZA DE JOLLY
1. INTRODUCCIÓN
Esta práctica consiste en determinar la constante de fuerza de un resorte, y en calcular la densidad de un sólido mediante la balanza de Jolly.
Esta constante de fuerza se puede calcular de dos formas distintas, mediante un método estático y otro dinámico.
Consta de un resorte de longitud natural L0 y de constate elástica k. Este resorte cuelgaverticalmente de un soporte y en su extremo libre se acopla un cuerpo de peso W produciéndose una elongación.
2. OBJETIVOS.
3.1. OBJETIVO GENERAL:
* Determinar la densidad absoluta de un sistema mediante el proceso de “”
3.2. OBJETIVO ESPECIFICO:
* Hallar los resultados con el proceso de” “ y a través de la ecuación “(densidad = masa/volumen)” para después comparar y encontrarla diferencia si existe de sus densidades.
* Mostrar el error de los instrumentos utilizados para aplicarlos en el cálculo del error total.
* Hallar una ecuación que nos permita determinar la densidad del sistema que queremos estudiar sin tener masa ni volumen.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO
DENSIDAD.
Masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que esla relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 ºC, que se toma como unidad. Como un centímetro cubico de agua a 4ºC tiene una masa de 1g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cubico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, sedetermina primero su masa en su balanza, y después su volumen; este se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrado, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lecturadirecta de la densidad.
HIDROSTÁTICA.
Es una parte de la mecánica de fluidos (líquidos y gases) que tiene la finalidad de analizar el comportamiento y efectos físicos que originan los fluidos en estado de reposo.
La estática de los fluidos consta de las siguientes partes:
1) Hidrostática: estudia a los fluidos en reposo relativo.
2) Neumostatica: estudia a los gases en reposorelativo.
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Un cuerpo parcialmente o totalmente sumergido en un líquido de densidad ρL (figura 1), experimenta una fuerza de empuje E hacia arriba igual al peso del fluido desalojado W’, esto es:
E=W'=m'g
Pero:m'=ρLV'
Luego:E= ρLV'g

Como el volumen del fluido desalojado V’ es igual al volumen del solido sumergido Vs, entonces la fuerza de empuje es:
E= ρL g VsBALANZA DE JOLLY
Consta de un resorte de longitud natural Lo y de constante elástica k. este resorte se cuelga verticalmente de un soporte y en su extremo libre se acopla un cuerpo de pero W, produciéndose una elongación X1. A continuación, el cuerpo se sumerge completamente en un líquido, por ejemplo agua, lográndose una elongación X2 (Figura 2).

(Figura 2)

Los diagramas de cuerpo libre paralas posiciones (b) y (c) son:
Cuerpo colgado en el aire

Para la situación las fuerzas presentes son dos el peso del bloque, W, y la fuerza recuperadora del resorte FR= Kx1. Ya que el sistema está en equilibrio, la balanza de fuerzas resulta:
W=FR
W=kx1 (2)

Cuerpo sumergido en agua

En la situación del bloque sumergido en agua, actúan tres fuerzas: el peso del bloque W, la fuerza delresorte FR’ = kx2, y el empuje E del fluido, de nuevo el sistema está en equilibrio y el balance de fuerza es:
W= kx2+E
W=FR'+E (3)
Sustituyendo (2) en (3) y despejando el empuje E
E=k x1-x2 4
Por otro lado, si realizamos el cociente del peso del cuerpo WC=mcg=ρcVcg entre el empuje del fluido E= ρL g Vs, se obtiene
WE=ρcρL (5)
Nótese que Vs=Vc ya que el cuerpo está...