E06 Densidad De Solidos Y Liquidos

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL – 9ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
EXPERIENCIA N° 06
Arquímedes
(Siracusa, actual Italia, h. 287 a.C.-id., 212 a.C.)
Matemático e ingeniero griego, considerado una de las grandes mentes de sus
tiempos, tiene entre sus aportes los fundamentos de hidrostática y estática y
estimó que el valor de Pi se encontraba entre 3+1/7 y3+10/71. Inventor de
máquinas como la palanca y el tornillo de Arquímedes. El descubrimiento
relacionado con el cálculo de la densidad de un objeto con forma irregular (la
corona del Rey Hieron II) llevó a la formulación del principio de Arquímedes,
objetivo de esta experiencia.

I.

II.

Nota

OBJETIVO
•

Determinar la densidad de tres bloques de metal por dos métodos diferentes,
identificar elmaterial con el cálculo de esas densidades y comparar los resultados.

•

Determinar la densidad de los líquidos por dos métodos y comparar los resultados
con las densidades medidas con el densímetro.

EQUIPOS / MATERIALES
1 Calibrador pie de rey (Vernier)
1 Balanza de tres barras
1 Cuerda delgada
1 Probeta graduada
3 Cilindros metálicos
1 Picnómetro
1 densímetro
Agua potable
Alcohol metílico

III.FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y
volumen VC se sumerge totalmente en un líquido de
densidad ρ L contenido en un recipiente, desplazará un
volumen VL , este volumen desplazado será igual al
volumen del cuerpo sumergido. V L = VC .
El cuerpo de peso W al sumergirse experimentará una
disminución aparente de su peso (W’) debida al empuje
(E).

EXP. N° 06 DENSIDAD DESÓLIDOS Y LÍQUIDOS

r
W'
r
E

r
W
Figura 1

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De la Figura 1 se cumple:

W'=W − E

Luego:

E = W −W'

(1)

En virtud del principio de Arquímedes “la magnitud del empuje sobre el cuerpo es
igual al peso del líquido desalojado por el mismo”:

E = m L g = ρ LV L g

(2)

m L es la masa de líquido desalojado, g es la aceleraciónde la gravedad,

ρ L es la densidad del líquido, V L es el volumen del líquido desalojado.
Igualando (1) y (2), se obtiene:

Pero:

ρ LVL g = W − W '

(3)

VL = VC = m / ρ C

(4)

Donde: VC es el volumen del cuerpo, m es la masa del cuerpo

ρ C es la densidad del cuerpo
Reemplazando (4) en (3) y despejando ρ C , se obtiene:

ρC =

W
ρL
W −W '

(5)

Con esta ecuación (5) se puede calcular ladensidad del cuerpo (si se tiene la densidad
del líquido) o la densidad del líquido (si se tiene la densidad del cuerpo).

IV. PROCEDIMIENTO
MONTAJE 1 - MÉTODO DIRECTO
1.

Usando la balanza de tres barras determine la masa de cada cilindro. Repita esta
operación cinco veces. Anote los datos en la Tabla 1 y sus errores
correspondientes.

2.

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

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TABLA 1
m1 (kg)

m3 (kg)

m2 (kg)

1
2
3
4
5

m ± ∆m
TABLA 2
V1 (m3)
h1 (m)

V2 (m3)

d1 (m)

h2 (m)

d2 (m)

V3 (m3)
h3 (m)

d3 (m)

1
2
3
4
5

x ± ∆x
Donde“x” es “h” y “d” respectivamente
3. Determine la densidad de cada bloque a partir de los datos de las Tablas 1 y 2
complete la Tabla 3.
TABLA 3

m ± ∆m

(kg)

V ± ∆V (m3)

ρ ± ∆ρ (kg/m3)

CILINDRO 1
CILINDRO 2
CILINDRO 3

Ahora, con ayuda de su profesor, determine las densidades de los líquidos con el
densímetro del aula.
Densidad del Agua (g/ml)
Densidad del Alcohol (g/ml)
Densidad del Ron (g/ml)EXP. N° 06 DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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MONTAJE 2 - MÉTODO DE ARQUÍMEDES
1.

Monte el equipo tal como muestra el
diseño experimental de la Figura 2.
Asegúrese que la balanza de tres
barras se encuentre estable y
calibrada.

2.

Coloque 60 ml de agua en la probeta
graduada.

3.

Sujete un bloque con una cuerda,...