densidades

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II – 9ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
EXPERIENCIA N° 04
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+1/7y 3+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.

OBJETIVO
•
•

II.

Determinar la densidad de tres bloques de metal por dos métodos diferentes,identificar el material 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 Cilíndricos metálicos
1 Picnómetro
1 Densímetro
Aguapotable
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’) debidaal empuje
(E).

EXP. N° 04 DENSIDAD DE SÓLIDOS 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 = ρLV L g

(2)

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

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

ρ LVL g = W − W '
VL = VC = m / ρ C

Pero:

(3)

(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) ydespejando ρ C , se obtiene,

ρC =

W
ρL
W −W '

(5)

Con esta ecuación (5) se puede calcular la densidad 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 cilíndrico. Repita esta
operación cinco veces. Anote los datosen la Tabla 1 y sus errores
correspondientes.

2.

Usando el calibrador pie de rey, 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.

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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
CILINDRO3

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)
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MONTAJE 2 - MÉTODO DE ARQUÍMEDES
1.

Monte el equipo tal como muestra el
diseño...