Fisica

Título

Nombre
Clase
Fecha

Objetivos

Determinar la densidad de un cuerpo sólido regular/irregular. Usando dos diferentes métodos.

Determinar la densidad de un líquido. Usando el principio de Arquímedes.

Equipos / Materiales

1 Soporte Universal1 Balanza de tres barras3 cilindros metálicos | 1 Vernier Analógico/digital1 Probeta graduada * Agua potable * Alcoholmetílico (ρr=0.85) |

Fundamento Teórico

EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

Este principio fue enunciado por Arquímedes como:
Sobre todo cuerpo sumergido en un líquido actúa una fuerza hacia arriba (empuje) cuyo valor es igual al peso del líquido que ha desalojado
Una anécdota
Según se cree. Arquímedes fue llamado por el rey Herón de Siracusa, donde Arquímedes vivió en el siglo III a.C. paradilucidar el siguiente problema.
El rey Herón había entregado una cierta cantidad de oro a uno de sus joyeros para que hiciera una corona. El joyero había cumplido con lo encargado y la corona de oro que entregó al rey pesaba lo mismo que la cantidad de oro que el rey le había entregado.

Sin embargo, Herón sospechaba que el joyero no había cumplido su encargo honestamente y que había cambiado partedel oro por plata (que vale menos que el oro) y se había quedado con algo del oro que el rey le había entregado. El problema que Arquímedes debía resolver era determinar si el joyero había sustraído parte del oro o no, sin romper la corona para averiguarlo.
Arquímedes pensó arduamente como resolver el problema, sin poder encontrar una solución. Se dice que mientras se disponía a bañarse en unatina, en la que por error había puesto demasiada agua, al sumergirse en ella, parte del agua se derramó. Arquímedes se dio cuenta que este hecho podía ayudarle a resolver el enigma planteado por el rey Herón y, fue tal su regocijo, que salió corriendo de la tina gritando “¡Eureka, Eureka!”(Que significa “¡Lo encontré, lo encontré!”)

En efecto, Arquímedes, con esta observación dio origen a unmétodo para determinar el volumen de distintos tipos de sólidos.
Una manera de determinar el volumen de la piedra consiste en tomar una probeta de unos 30 ml, por ejemplo (como la de la figura), y llenarla de agua hasta la marca de 20 ml. A continuación, se deposita la piedra dentro del agua. Una vez que la piedra se haya hundido completamente el nivel del agua habrá ascendido, desde los 20 mliníciales a, digamos, 23 ml, por ejemplo.
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El nivel sube. |
La diferencia de nivel determina el volumen de la piedra, 3 ml ó 3 cm3 o 3 cc (3 centímetros cúbicos), en este caso. Ya que la piedra no absorbe agua, el espacio que ocupa la piedra desplaza el agua hacia arriba y, de esta manera es posible determinar su volumen.
Una forma ligeramente diferente de realizar la misma tarea, consiste enllenar de agua completamente un recipiente cualquiera y ponerlo sobre una cubeta. Después, se introduce la piedra al agua.
Esto producirá un rebalse del agua que caerá en la cubeta. El agua que cayó en la cubeta se vierte en una probeta y se mide.
El resultado de esa medición determina el volumen de la piedra. Este fue el resultado que encontró Arquímedes al bañarse en la tina.
Es importantedestacar que es posible utilizar este mismo método para determinar el volumen de cuerpos irregulares como una pera o una zanahoria, por ejemplo.

Experimento

Método directo

a) Comenzamos usando la balanza de tres barras determinamos la masa de cada cilindro. Repetimos esta paso cinco veces. Anotamos los valores obtenidos en la Tabla 1, con sus errores correspondientes.

¿Cuáles sonlos errores en estas mediciones? Cuantifique e interprete.

Errores: Pudo haber errores en las mediciones por parte de los experimentadores, por ejemplo, tomar malas lecturas. También puede influir de alguna manera las condiciones ambientales.

Incertidumbre: Son errores relacionados con la calidad de los instrumentos de medición, así como de instrumentos no calibrados.

TABLA 1
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