Densidad De Los Sólidos Y Líquidos

DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
EXPERIENCIA Nº04
I. OBJETIVO
1. Determinar la densidad de un cuerpo sólido regular/irregular por dos métodos diferentes.
2. Determinar la densidad de un líquido. Usando el principio de Arquímedes.

II. EQUIPOS /MATERIALES
1 Calibrador pie de rey (Vernier)
1 Balanza de tres barras
1 Cuerda delgada
1 Probeta graduada
3 Cilíndricos metálicos
1Picnómetro
1 Densímetro
Agua potable
Alcohol metílico (ρr=0.85KgL)
Ron o mezcla

III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y volumen Vc se sumerge totalmente en un líquido de densidad ρLcontenido en un recipiente, desplazará un volumen VL de éste líquido igual al volumen del cuerpo sumergido VL=VC.
El cuerpo sumergido experimentará una aparente disminución de supeso (W') que se medirá en la balanza.
De la imagen se cumple, W'=W-E
Luego, E=W-W' (1)
Donde: E es el empuje; W es el peso real del cuerpo (en el aire); W' es el peso aparente del cuerpo (dentro del líquido).
En virtud del principio de Arquímedes “la magnitud del empuje sobre el cuerpo es igual al peso del líquido desalojado por el mismo”.
E=mLg=ρLVLg
(2)
Donde: ρL es la densidad dellíquido, g es la aceleración de la gravedad, mL es la masa del líquido desalojado.
Igualando (1) y (2)
ρLVLg=W-W'
(3)
Pero
VL=VC=mρC
(4)
Donde: VC es el volumen del cuerpo, m es la masa del cuerpo, ρC es la densidad del cuerpo.
Reemplazando (4) en (3) y despejando ρC, se obtiene,

ρc=W(W-W')ρL
(5)
Con esta ecuación (5) se puede calcular la densidad del cuerpo (si setiene la densidad del líquido) o la densidad del líquido (si se tiene la densidad del cuerpo).
NOTA
Para esta experiencia se tiene lo siguiente:
CILINDRO 1, es el cilindro de PLOMO
CILINDRO 2, es el cilindro de COBRE
CILINDRO 3, es el cilindro de ALUMINIO

IV. PROCEDIMIENTO
MONTAJE 1
1. Usando la balanza de tres barras determine la masa de cada cilíndrico. Repita esta operación cincoveces. Anote los datos en la Tabla 1 y sus errores correspondientes.
Tabla 1
| m1(Kg) | m2(Kg) | m3(Kg) |
1 | 0.1063 | 0.0869 | 0.0270 |
2 | 0.1061 | 0.0868 | 0.0268 |
3 | 0.1064 | 0.0867 | 0.0270 |
4 | 0.1062 | 0.0869 | 0.0270 |
5 | 0.1066 | 0.0869 | 0.0268 |
mk | 0.10632 | 0.08684 | 0.02692 |
∆mk | 2.9283×10-4 | 1.4317×10-4 | 1.7189×10-4 |

2. Usando el calibrador pie derey, mida las dimensiones de cada cilindro y evalúe sus volúmenes. Realice esta operación cinco veces para cada cilindro. Anote los datos en la Tabla 2.

3. Determine la densidad de cada bloque. A partir de los datos de las Tablas 1 y 2 complete la Tabla 3.
Tabla 2
| V1(m3) | V2(m3) | V3(m3) |
| h1(m) | d1(m) | h2(m) | d2(m) | h3(m) | d3(m) |
1 | 0.0345 | 0.0193 | 0.0346 | 0.0190 |0.0340 | 0.0190 |
2 | 0.0340 | 0.0194 | 0.0346 | 0.0190 | 0.0339 | 0.0190 |
3 | 0.0340 | 0.0192 | 0.0345 | 0.0190 | 0.0338 | 0.0190 |
4 | 0.0342 | 0.0194 | 0.0345 | 0.0190 | 0.0338 | 0.0190 |
5 | 0.0342 | 0.0195 | 0.0345 | 0.0190 | 0.0338 | 0.0191 |
Hd | 0.03418 | 0.01936 | 0.03455 | 0.0190 | 0.03386 | 0.01902 |
∆H∆d | 3.9622×10-4 | 3.0290×10-4 | 2.6109×10-4 | 0 | 2.8376×10-4 | 2.5884×10-4|

Tabla 3
| m±∆m (Kg) | V'±∆V'(m3) | ρ±∆ρ (Kg/m3) |
CILINDRO 1 | 0.10632±2.9283×10-4 | 1.0061×10-5±0.0251×10-5 | 10567.538±265.2388 |
CILINDRO 2 | 0.08684±1.4317×10-4 | 0.9796×10-5±0.0074×10-5 | 8828.501±68.2613 |
CILINDRO 3 | 0.02692±1.7189×10-4 | 0.9621±0.0201×10-5 | 2802.204±61.2163 |

MONTAJE 2- MÉTODO DE ARQUÍMEDES
1. Monte el equipo tal como muestra el diseño experimentalde la separata del Manual de laboratorio de FÍSICA II. Asegúrese que la balanza de tres barras se encuentre calibrada.

2. Coloque suficiente agua en la probeta graduada.

3. Sujete un bloque con una cuerda, el otro extremo de la cuerda átelo a la balanza.

4. A partir de los datos de la Tabla 1 determine el peso W de cada cilindro y anótelos en la Tabla 4. No olvide considerar...