lola

Universidad Politécnica de Puerto Rico
Departamento de Ciencias y Matemáticas



Experimento # 1

Masa, Volumen y Densidad.




Objetivos





Después de realizar este experimento los estudiantes deben ser capaces de:

1. Explicar cómo el número de cifras significativas en una medida depende de la menor unidad del instrumento de medida.
2. Poseer habilidades en el uso delcalibrador Vernier y en la lectura de su escala.
3. Poseer habilidades en el uso del micrómetro y en la lectura de su escala.
4. Diferenciar los conceptos de masa y densidad como propiedad extensiva e intensiva.
5. Calcular experimentalmente la densidad de objetos con diferentes formas y diferentes sustancias.
6. Medir la masa de diferentes objetos con la balanza de tres brazos.
7. Medirel volumen de un objeto irregular con una probeta graduada y agua.
8. Calcular el volumen de un cilindro de bronce u otro de plástico.
10. Calcular el volumen de una esfera de plástico o cristal.
11. Calcular el volumen de un bloque rectangular de plástico.

Teoría



A. La división más pequeña de la escala de un instrumento.

La división más pequeña (least count) de un instrumentoes la menor subdivisión marcada en la escala. Es la menor medida que puede hacerse sin hacer un estimado. Por ejemplo, la división más pequeña de una regla es generalmente un milímetro. Comúnmente se dice que la regla está calibrada en centímetros (mayor división) y la menor división es el milímetro. La lectura de una medición generalmente tiene una cifra significativa más que la división máspequeña de la escala del instrumento. Esta última cifra es la fracción estimada o fracción dudosa de dicha división más pequeña. Si medimos con una regla o metro, podemos leer hasta una décima de milímetro, pero esta cifra la obtenemos estimando esta cantidad. Por ejemplo,




Figura 1
En el caso de la figura 1, la regla está calibrada en cm y su división más pequeña es el milímetro. La medidaque se hace es de 41.6 cm, pero si estimamos la décima de milímetro sería 41.64 cm, y así la lectura tiene 4 cifras significativas, aunque la última cifra es dudosa porque surge del estimado que hacemos entre 6 y 7 décimas de cm. La lectura podría darse como L = 41.64 cm. = 0.4164 m = 416.4 mm

B. La balanza de laboratorio.

Las balanzas de laboratorio pueden ser de varios tipos, incluyendola balanza electrónica. La balanza que utilizaremos en este laboratorio se pueden llamar ”escalas” y son usadas balanceando una masa desconocida contra otra conocida. La masa desconocida se lee directamente en unidades de masa, usualmente gramos. El peso w de un objeto es su masa m veces la constante g o aceleración de la gravedad (g = 981 cm/s2 = 9.81 m/s2). Algunas balanzas, como las de baño, secalibran directamente en unidades de peso o fuerza más que en unidades de masa.

La balanza de laboratorio que usaremos (figura 2) está calibrada en gramos y la división mas pequeña es la décima de gramo (0.1 g), por lo que podremos estimar hasta la centésima de gramo (0.01 g).


Figura 2

C. El calibrador Vernier

Figura 3

Figura 4
Escala del calibrador Vernier

El calibradorVernier (Figura 3) consiste en una escala principal grabada en una regla fija y una escala auxiliar grabada sobre una regla movible. Esta regla movible puede deslizarse a lo largo de toda la regla fija. La escala principal está calibrada en centímetros con la más pequeña división en milímetros. La reglamovible tiene 10 divisiones que cubre la misma distancia que 9 divisiones de la escala principal.De esta manera, la longitud de la escala auxiliar es de 9 mm. Cuando el calibrador está bien calibrado en el cero, la primera marca (cero) sobre la escala principal está alineada con la primera marca de la escala auxiliar. La última marca de la escala auxiliar coincidirá con la marca de 9 mm de la escala principal.
La lectura con el calibrador se hace cerrando los dientes sobre el objeto que va...