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DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
EXPERIENCIA Nº04
I. OBJETIVO
1. Determinar la densidad de un cuerpo sólido regular/irregular por dos métodos diferentes métodos.
2. Determinar la densidad de un líquido. Usando el principio de Arquímedes.

II. EQUIPOS/MATERIALES
1 Calibrador pie de rey (Vernier)
1 Balanza de tres barra
1 Cuerda delgada
1 Probeta graduada
3 Cilíndricos metálicos
1Picnómetro
1 Densímetro
Agua potable
Alcohol metílico




III. FUNDAMENTO TEORICO
Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y volumen se sumerge totalmente en un líquido de densidad contenido en un recipiente, desplazará un volumen de éste líquido igual al volumen del cuerpo sumergido .

El cuerpo sumergido experimentará una aparente disminución de su peso (W') que se medirá en labalanza.
Dela Figura 1 se cumple,
Luego, (1)

Dónde: E es el empuje W es el peso real del cuerpo (en el aire)
W' es el peso aparente del cuerpo (dentro del líquido)
En virtud del principio de Arquímedes “la magnitud del empuje sobre el cuerpo es igual al peso del líquido desalojado por elmismo”.
(2)
es la densidad del líquido, es la aceleración de la gravedad,
es la masa del líquido desalojado, es el volumen del líquido desalojado.
Igualando (1) y (2), se obtiene:
(3)
Pero (4)
Donde: es el volumen del cuerpo, es la masa del cuerpo
es la densidad del cuerpo.
Reemplazando (4) en (3) y despejando , seobtiene,
(5)
Con esta ecuación (5) se puede calcular la densidad del cuerpo (si se tiene la densidad del líquido) ó la densidad del líquido (si se tiene la densidad del cuerpo).

IV. PROCEDIMIENTO
MONTAJE 1 – METODO 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.TABLA 1
 
m1 (Kg)
m2(Kg)
m3(Kg)
1
0.052
0.0268
0.0698
2
0.0523
0.0268
0.07
3
0.052
0.02685
0.0697
4
0.0521
0.0269
0.0698
5
0.0521
0.02685
0.0699

0.0521
0.02684
0.06984
∆mk
8.2*10-9
2.8*10-9
7.65*10-9


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. A note losdatos en la Tabla 2.


3. Determine la densidad de cada bloque. A partir de los datos de las Tablas 1 y 2 complete la Tabla 3.

Medida directa
donde :










Siendo: y
Si Z resulta de multiplicaciones o divisiones: Z=A*B o Z=A/B, entonces:
y


Si Z resulta de una potenciación: Z=k, entonces:
y
Finalmente, la expresión dela medida indirecta en cualquiera de los casos anteriores será:






TABLA 2

V1(m3)
V2(m3)
V3(m3)

h1(m)
d1(m)
h2(m)
d2(m)
h3(m)
d3(m)
1
0.0206
0.019
0.0345
0.019
0.0344
0.019
2
0.02065
0.0191
0.0339
0.0191
0.0345
0.019
3
0.0202
0.0192
0.0339
0.0192
0.03425
0.01895
4
0.0207
0.0189
0.03405
0.01905
0.0338
0.0189
5
0.0208
0.019
0.03405
0.0190.03465
0.0192
promedio
0.02059
0.01904
0.03408
0.01907
0.03432
0.01901
error
0.00124
0.00015
0.00033
0.00012
0.00044
0.00016
volumen
0.0003 ± 0.000019
0.0005 ± 0.000008
0.0005 ± 0.000012


TABLA 3
 
 
 
 
cilindro 1
0.0521 ± 8.2*10-9
0.0003 ± 0.000019
173 ± 10.99
cilindro 2
0.02684 ± 2.8*10-9
0.0005 ± 0.000008
53.68 ± 0.86
cilindro 3
0.06984 ± 7.65*10-9
0.0005 ±0.000012
139.68 ± 3.35


MONTAJE 2-MÉTODO DE ARQUIMEDES

1. Monte el equipo tal como se muestra el diseño experimental de la figura 2. Asegúrese que la balanza de tres barras se encuentre estable y calibrada.
2. Coloque suficiente agua en la probeta graduada
3. Sujete un bloque con una cuerda, el otro extremo de la cuerda átelo a la balanza, como muestra el punto P de la figura 2.
4....