Densidad

LABORATORIO DE FÍSICA I
MEDICIÓN DE DENSIDADES
Y APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE ERRORES

A. Medición de Densidades de Sólidos I. OBJETIVOS

1. Calcular densidades de distintos materiales utilizando cuerpos con simetrías geométricas sencillas. 2. Aplicar la teoría de errores experimentales a las mediciones necesarias para la obtención del objetivo anterior.

II.

MATERIALES
1. Balanza

2.Probeta 3. ‘Beaker’ 4. Calibrador o pie de rey

5. Pieza cilíndrica metálica ó 6. Pieza ortoédrica de acrílico

7. Agua

III.

TEORIA RESUMIDA

1. Para la medición de densidades de objetos sólidos con formas geométricas bien definidas, el proceso de medición es sencillo: pesarlos y medir su volumen. 2. La medición de volumen se puede realizar por ejemplo a través de la medición de lasdimensiones características del objeto o por inmersión en un líquido. 3. Es sabido que la densidad sigue la fórmula: M ρ= V

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Mediante el pie de rey mida las dimensiones características de la pieza suministrada por su instructor. 2. Obtenga su masa mediante la balanza de que dispone. 3. Obtenga ahora el volumen por inmersión en agua, si es el cilindrohágalo así: a. Introduzca agua en la probeta hasta el 40 ó 50% de su capacidad. b. Anote cómo es lógico el valor de volumen inicial de agua.

c. A continuación introduzca el cilindro. Tenga cuidado de que al hacer esto último no salten gotas de agua fuera de la probeta (esto lo puede conseguir obligando al cilindro a que penetre suavemente colocando para ello la probeta con el agua a unos 20º sobrela horizontal d. Anote ahora el volumen final (agua más cilindro). e. La resta de volúmenes final e inicial le señala el valor del volumen del cilindro. 4. Realice los pasos anteriores utilizando ahora el ortoedro de acrílico. En este caso dispone de un ‘beaker’ de precipitados para el proceso de la inmersión en agua. 5. Recuerde que para todas las mediciones ha de utilizar el proceso estadístico.6. (Opcional) Dependiendo de lo que su instructor señale, añadirá también medición de masas y volúmenes (por inmersión) de distintos trozos del mismo metal. Si es posible, seis datos de masas distintas vs. los correspondientes valores de volumen.

V.

REGISTRO DE DATOS
1. Medición de volumen mediante dimensiones. A. Errores instrumentales de pie de rey y balanza B. Necesita tablas de datos,desviaciones, etc. para: 1. Largo y radio para el cilindro; largo, ancho y espesor para la pieza de acrílico 2. Masa de cada objeto (cilindro, acrílico) 2. Medición de volumen mediante inmersión en agua A. Errores instrumentales de ´beaker´ y probeta B. Tablas para volúmenes obtenidos así para cada objeto 3. (Opcional) Tabla de registro de masas y los volúmenes correspondientes a distintos pedazosdel mismo metal. (caso de que para IV. 6 su instructor haya dado una respuesta afirmativa)

VI.

CÁLCULOS NECESARIOS
1. De volúmenes obtenidos mediante dimensiones. con sus respectivos errores propagados 2. De densidades y sus errores 3. De la pendiente pedida en VII.4

VII.

RESULTADOS
1. De volumen medido con dimensiones vs. medido por inmersión. Comparación de resultados y decisiónsobre cuál método es más preciso y cuál más exacto. 2. De densidades de acrílico y metal. Comparar los resultados experimentales con los datos de tablas. 3. Todo ello afectado de los correspondientes errores propagados, claves por la medición misma y para la comparación de resultados. 4. Gráfica de masa vs. volumen relativo a V.3 y obtención de la densidad del material a partir de la pendiente de larecta.

VIII. CUESTIONARIO
1. Si el error instrumental del ‘beaker’ o de la probeta fuera suficientemente pequeño (comparable al del pie de rey), ¿qué resultado de volumen debería ser más exacto: el obtenido mediante dimensiones o el obtenido por inmersión en agua? Explique los motivos de su contestación (habrá de analizar las dificultades en la medición que puede presentar cada aparato de...