medición de la densidad de un solido

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Laboratorio de física
MEDICION DE LA DENSIDAD DE UN SOLIDO

I. OBJETIVOS
Aprender a usar un vernier y entender su principio de funcionamiento, porque con la ayuda del nonio se incrementa la precisión del instrumento.
Aplicar los conceptos de errores de: propagación, desviación estándar y desviación estándar de la media.
Combinar las mediciones delvolumen y la masa para determinar el valor de la densidad: ().

II. FUNDAMENTO TEORICO
Principio de funcionamiento del vernier
El vernier es un instrumento hecho de metal (acero inoxidable) o de plástico duro. Está constituido por una escala fija graduada en milímetros y una pieza móvil (nonio) que se desliza sobre la escala fija hasta aprisionar firmemente la pieza a medir. Una de lasprincipales características del vernier es su principio de funcionamiento.
Consideremos la fig. 1 “4” es la marca de la escala del nonio que coincide exactamente con la marca “5” de la escala fija; ya que cada intervalo de la escala del nonio corresponde a 9/10 del intervalo de la escala fija, y ésta a su vez corresponde a un décimo de unidad de longitud (en este caso centímetros), es posible entoncesestablecer las relaciones elementales entre las longitudes L, L` y x.
L = 5 mm.
L`= 4*9/10 mm.
X = L – L`
Luego, x =5 mm – 3,6 mm = 1,4 mm, que es el incremento que finalmente se añade a 1 cm = 10 mm, para darnos la lectura “”11,4 mm”. Debe notarse que la elección de 9 divisiones de la escala fija por 10 de nonio es (m:n) con (m+1)/n un número natural (relación 9:10). Igualmente se pudo haberelegido una relación 29:10, 39:10, 49:10, etc. Lo importante es el número n de divisiones del nonio: la precisión del aparato será la apreciación de la regla principal entre el número de divisiones del nonio. En el caso que nos ocupa, la precisión lograda en la medición es de 1/10 mm (0,1 mm). El vernier que se utilizará en esta práctica está diseñado de acuerdo a una relación 39:20, lo quepermite estimar las mediciones con una precisión de 1/20 mm (0,05 mm).

Recapitulando, la apreciación de la escala fija del vernier es 1 mm, entonces una medición que involucre décimas de mm, no será posible a menos que se recurra al auxilio de un nonio cuya escala cubra 9 mm, de la escala fija, y esté dividida en 10 partes. Los ejemplos a continuación ilustran la forma de reportar una mediciónrealizada con una apreciación de décima de milímetro con la ayuda del nonio.
Densidad
La densidad es la masa de un cuerpo por unidad de volumen.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; este se puede calcular según su forma geométrica y sus dimensiones, osumergiéndolo en un recipiente con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen.
Ec.(1)

Volumen
El volumen, de una figura tridimensional (largo, ancho y alto), es el número que indica la porción de espacio que ocupa cierto cuerpo, se expresa en unidades cúbicas.

III. MATERIALES
Vernier
Regla
Balanza
8 monedas de 20ctvs.
Un pedazo de cartón prensado

IV. PROCEDIMIENTO
Para determinar la densidad de una moneda de 20 ctvs.
Primero se tomaron 8 monedas y se las pesaron en una balanza, porque el peso de una moneda no era muy apreciable en la balanza, ya que el erro absoluto de una moneda es mayor que la de dos o más monedas, y cuanto más monedas se tengan menor será el error absoluto.
Luego se continuómidiendo el diámetro y el espesor o grosor de la moneda.
Una vez obtenido los datos de las mediciones de la moneda, se procedió a calcular el volumen de la moneda, para luego utilizar ese dato junto con la masa de la moneda para calcular la densidad de la misma.
Para determinar la densidad de un trapecio rectángulo de cartón prensado
Primero se pesó el objeto en una balanza, luego se tomaron...