Fisica

La balanza. Medida de la densidad de un sólido

Unidades y medidas Sistema Internacional de Unidades Símbolos de las mag- nitudes físicas Errores en las medidas La balanza El calibre Medida del área de una figura rectangular | | Medida de lamasa de un cuerpo Medida del volumen de un cuerpo irregularCálculo de la densidadActividades |
| |   La balanza es un instrumento básico en el laboratorio de Física. Hay muchos tipos de balanzas, la que simularemos en el programa interactivo es una de las más sencillas de manejar.Para pesar un determinado objeto, se desplazan masas calibradas a lo largo de cuatro rieles y se fijan en posicionesetiquetadas. Las divisiones en los cuatro rieles de las balanzas del laboratorio de Física de la E.U.I.T.I. de Eibar son las siguientes: | * de 100 g hasta 200 g * de 10 g hasta 100 g * de 1 g hasta 10 g  * de 0.1 g hasta 1 g. |
 Medida de la masa de un cuerpoEn el programa interactivo la balanza solamente aprecia gramos, el error que se comete en una medida es  1 g. Por ejemplo,si se ha pesado un cuerpo y de la lectura de los indicadores de la balanza se ha obtenido la cifra de 234. La medida del peso de dicho cuerpo se expresa como 234  1 g |
Véase las reglas para expresar una medida y su error Medida del volumen de un cuerpo irregularPara medir la densidad de un cuerpo es necesario conocer su masa y su volumen.Si el cuerpo es irregular, no podemos calcular suvolumen de forma directa. Pero podemos calcularlo indirectamente aplicando el principio de Arquímedes."Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje igual al peso del volumen de líquido desalojado" | Sumergiendo completamente el cuerpo en agua, el peso del cuerpo disminuye debido al empuje. Lo que nos marca la balanza F’ es igual a la diferencia entre el peso P y el empuje E. F’=P-E. |
Siel fluido es agua, cuya densidad es la unidad, el peso en gramos coincide numéricamente con el volumen medido en centímetros cúbicos.El empuje es igual a la diferencia F-F’ entre lo que marca la balanza antes y después de sumergir el cuerpo en agua e igual numéricamente al volumen del cuerpo en centímetros cúbicos.V=F-F’Error en la medida del volumen.De las fórmulas de los errores en las medidasindirectas se obtiene que el error de una diferencia Como F=F’=1 , se obtiene que V=1.41 cm3 . Expresando el error con una sola cifra significativa (regla 2),  V=1 cm3 Cálculo de la densidad del cuerpo sólidoSe define la densidad como el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo.De las fórmulas de los errores en las medidas indirectas, se obtiene que el error de un cocientedondem=V=1.Una vez obtenidas las medidas de m y de V, se calcula , mediante la fórmula anterior.Ejemplo:Se va a medir la densidad del cobre 1. Pulsando el botón titulado Peso, se genera una pieza hecha de cobre de masa y volumen desconocido.
Con la balanza medimos su masa: m=410 1 g.
  2. Pulsamos el botón titulado Volumen y el cuerpo se sumerge en agua
Efectuamos una nueva medida con la balanzam’=364 g
El volumen es numéricamente igual al empuje, la diferencia entre ambas medidas.
V=410-364=46  1 cm3
  3. Cálculo de la densidad 4. La densidad se expresa  =8.9 0. 2 g/cm3Finalmente, comparamos el valor calculado con el proporcionado por el programa interactivo pulsando el botón titulado Respuesta. ActividadesPara medir el peso de un cuerpo se pulsa sobre el botón titulado Peso.Se desplazan las flechas a lo largo de las guías actuando con el ratón. Se pulsa el botón izquierdo del ratón cuando el puntero está sobre una flecha, se arrastra el ratón, la flecha se desplaza automáticamente a la siguiente posición sobre la guía. Se deja de pulsar el botón izquierdo del ratón, cuando la flecha está situada en la marca deseada. La balanza está equilibrada cuando el brazo...