Laboratorio fisica



4. Determinación de la densidad de un sólido regular:
La densidad de un sólido de forma regular (un cubo, una esfera, etc.) sepueden establecer sin ninguna dificultad puesto que el volumen del solido sepuede calcular a partir de las dimensiones aplicando formulas pertinentes de la geometría. La masa se obtiene mediante una balanza.
Objetivo
El objetivo de este trabajo es el estudioexperimental del principio de Arquímedes, para luego poder determinar la densidad de distintos cuerpos, usando una técnica derivada de dicho principio y adicional a ellos calcular su densidad geométricamente.
Teoría
Arquímedes buscando descubrir una forma de medir la densidad de los cuerpos descubrió el siguiente principio:
“Todo cuerpo sumergido en el seno de un fluido, sufre una fuerza ascendente(empuje) cuyo valor es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo.”
Precisamente al sumergir un cuerpo en un vaso de agua, el agua ejercerá un empuje sobre el cuerpo. Si recordamos la tercera ley de Newton (acción y reacción) podremos determinar que entonces el cuerpo reaccionará sobre el agua con idéntica fuerza y sentido contrario. Si colocamos el vaso de agua sobre una balanza,podremos medir el mE -exceso de masa que la balanza registra, cuando se introduce el cuerpo en el agua.
El método de Arquímedes está vinculado al cálculo de la densidad de diversos objetos que se encuentran en la naturaleza. La densidad se define como la masa por unidad de volumen y es una propiedad intensiva de los cuerpos, a saber, que no depende de la cantidad de materia de los mismos. Cada elementode la naturaleza tiene una densidad que le es característica y única.

Fig.1. Describe el diseño experimental adoptado para llevar a cabo ambos experimentos.

Procedimiento
Materiales: objetos metálicos regulares, balanza.
Se pesa la muestra, tanto en el aire como el agua. Se calcula su volumen. Con estos datos se calcula la densidad de la muestra.
Se propone repetir lo del numeralanterior, para las demás muestras que se dispongan para la práctica.
Se pueden comparar los valores obtenidos para las densidades de los sólidos, con los que se dan en esta unidad y los textos de la bibliografía.
Calcular el error correspondiente y explicar la diferencia de valores.
El proceso se realizó con cobre y aluminio y se obtuvieron sus respectivas densidades. Finalmente se comparó ladensidad con su densidad obtenida de la tabla periódica, para comprobar su pureza.
Las formulas a utilizar son las siguientes:
Densidad por Principio de Arquímedes:

Densidad por geometría:

Volumen del cilindro:
V = π r2 h
Datos Obtenidos
Se establece la siguiente tabla para la obtención de los datos obtenidos:
Material
Cilindro
Masa
Masa Aparente
Empuje
Densidad Real
kg/m3
DensidadArquímedes
kg/m3
Densidad Geometría
kg/m3
Margen de error
Cobre
0,184
0,164
0,0200000
8960
9200
8329
0,1105%
Bronce
0,077
0,0685
0,008
8890
9059
8226
0,1101%



Análisis
Se evidencio una pequeña diferencia entre la densidad real y densidad realizada con geometría y con el principio de Arquímedes, sin embargo, confirmamos que ambos métodos son totalmente efectivos paracalcular la densidad de cualquier objeto.
Con la siguiente ecuación hallamos el margen de error, obteniendo los siguientes resultados:
y = 903,2x + 5E-05
R² = 1
Material
Cilindro
Margen de error
Cobre
0,1105%
Bronce
0,1101%

Estas diferencias pueden ser causadas a la no exactitud de toma en nuestras medidas y también es viable que cada material no se puro en su totalidad.

Conclusión
Sepuede concluir que la densidad es una propiedad física que nos permite saber la ligereza o pesadez de una sustancia, la cual puede ser determinada por una relación de masa volumen. Hoy en día existen diferentes métodos para hallar la densidad de todo tipo de sustancia, siendo unos más precisos que otros, con este laboratorio se determino que el método más usual es el principio Arquímedes ya que...