Informe Densidad DE Sólidos, Líquidos Y Principio DE Arquímedes PDF

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INFORME DE PRACTICAS DE TALLERES Y LABORATORIOS

DENSIDAD DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Introducción

Densidad Llamamos densidad absoluta o simplemente densidad, , de un cuerpo homogéneo a su masa m, por unidad de volumen: m   V Principio de Arquímedes: Este principio establece que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta una fuerza vertical hacia arriba, llamada empuje, cuyo valor es igual al peso del fluido desalojado y cuya línea de acción pasa por el centro de gravedad del fluido desalojado. Así, si un cuerpo de volumen V se encuentra totalmente sumergido en un líquido de densidad , el empuje que experimenta el cuerpo es:

E   gV Objetivos El objetivo de la práctica fue determinar el volumen de algunos cuerpos sólidos por dos métodos (por calibrador pie de rey y por volumen desplazado en una probeta), también determinar la densidad de sólidos mediante los métodos tradicionales y mediante el empuje, identificar el material con el cálculo de las densidades y comparar los resultados, demostrar experimentalmente el principio de Arquímedes. (segunda forma) Materiales y Métodos Materiales 1 Pro e a graduada A= 1 ml 1 Balanza digi al A= g 1 Vaso de precipitados, 100ml 1 Dinamóme ro A= 0.02 N 1 Cuerpo regular: paralelepípedo y placa 1 Cuerpo irregular: llavero y borrador 4 Grapas de acero, aluminio, cobre y vidrio 1 Cali rador A= 0.02 .mm Agua.

MÉTODO

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Determinación de la densidad por el método Geométrico (Cuerpos regulares) 

Se determinó la masa del paralelepípedo utilizando la balanza, se midió con el calibrador el largo ancho y altura y se procedió a determinar el volumen de los cuerpos con la formula V= a.b.c de prueba y lo mismo se realizó con el otro cuerpo.

Determinación de la densidad por el método de la Probeta (Cuerpos irregulares) 

Se procedió determinando la masa de los cuerpos de prueba mediante el uso de la balanza, se puso el volumen conocido (V0) de agua en la probeta cerciorándonos de ver la parte inferior del menisco, a continuación se sumergió el sólido con cuidado y completamente en la probeta y se dio lectura del volumen final (Vf)y hallamos el volumen del solido que corresponde a la diferencia:

f −¿V 0 . ∆ V =V ¿

Principio de Arquímedes (2da. Forma)  Se determinó la masa de las grapas por medio del uso de la balanza, con el uso del newtómetro se determinó el peso de cada grapa en el aire y luego por medio del mismo newtómetro se determinó el peso aparente (dentro del fluido) y se calculó el empuje y se procedió a completar la tabla correspondiente. Resultados y discusión Calcular la densidad experimental de cada uno de los objetos analizados (cuerpo regular, irregular), exprese su resultado en kg/m3 (valor experimental) y utilice la fórmula Densidad de la placa:

d=

m v

d=

0.014 kg 1.5 x 10−5 m 3

d=933.3 kg/m 3 Densidad del paralelepípedo :

d=

m v

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d=

0.007 kg 1.07 x 10−5 m 3 3

d=654.2 kg /m

Densidad del llavero:

d=

m v

d=

0.004 kg 2 x 10−6 m 3

d=2000 kg /m

3

Densidad del borrador:

d=

m v

d=

0.006 kg 6 x 10−6 m3

d=1000 kg /m 3 Densidad de la grapa de Acero :

ds =

ps dL E

E=d∗ g∗V

0.04 N =1000

m Kg ∗9.8 2∗V 3 s m

V =4.8 x 10−6 m 3 d=

m v

d=

0.033 kg 4.8 x 10−6 m3

d=6875 kg /m 3

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Densidad de la grapa de Aluminio:

ds =

ps dL E

E=d∗ g∗V 0.02 N =1000

Kg m ∗9.8 2 ∗V 3 s m

−6

V =2.04 x 10 m

3

d=

m v

d=

0.011 kg 2.04 x 10−6 m3

d=5390 kg /m

3

Determine el material de cada uno de los objetos analizados en las tres partes de la práctica, mediante una comparación con los valores de densidad experimental y teórica dados en las tablas de los textos de Física. Cuerpos regulares Paralelepípedo Material: Madera

d=900 kg/m

3

Placa Material: Plástico

d=920 kg/m 3 Cuerpos irregulares Llavero Material: Acero

d=7800 kg /m 3 Borrador Material: Titinilio

d=2700 kg /m 3

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Grapa de acero Material: Acero

d=7800 kg /m

3

Grapa de alumino Material: Aluminio

d=2700 kg /m

3

Determine el error porcentual para cada cálculo.

e %=

|valor teórico−valor experimental| valor teórico

Paralelepipedo

e %=

|920 kg /m3−933.3 kg /m3| 920 kg/m 3

x 100

e %=1.4 % Placa

e %=

|900 kg /m3−654.2 kg/m 3| 900 kg/m 3

x 100

e %=27 % Llavero

e %=

|kg /m3−2000 kg /m3| kg/m 3

x 100

e %=% Borrador

e %=

|2700 kg /m3 −2000 kg/m3|

e %=25 %

2700 kg/m 3

x 100

x 100

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Placa de acero

e %=

|7800 kg /m3 −6875 kg/m3| 7800 kg /m 3

x 100

e %=11 % Placa de aluminio

e %=

|2700 kg /m3 −5300 kg/m3| 900 kg/m 3

x 100

e %=86 % Calcular los volúmenes y densidades de las grapas para la tabla 3. Cuerpos Regulares Cuerpos

Masa

Volumen m3

Paralelepípedo

kg 0.007

1.07 x 10

Placa

0.014

1.5 x 10−5

−5

Cuerpo Irregulares Cuerpos

Masa

Vo

Vf

∆ V =Vf −Vo

m3

m3

m3

Borrador

kg 0.006

7 x 10

Llavero

0.004

7 x 10−5

7.2 x 10−5

2 x 10−6

m

P(aire)

PA(agua)

Acero

Kg 0.033

N 0,32

N 0,28

E=P(aire)P(aparente) N 0,04

Aluminio

0.011

0,1

0,08

−5

7.6 x 10

−5

6 x 10

−6

Principio de Arquímedes Cuerpos (grapas)

0,02

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Una roca de 1 kg pesa 9,8 N en el aire. Si la suspendemos bajo el agua su peso aparente es de 7,8 N.

a) ¿Cuánto vale la fuerza de flotación o empuje que se ejerce sobre la roca? E = P(aire) - P(aparente) E = 9,8N – 7,8N E = 2N. b) Si el recipiente pesa 9,8 N en una báscula casera, ¿Qué peso indicará la báscula cuando la roca está suspendida bajo la superficie del agua? Wneto = W1 + W2 Wneto = 9.8N + 7.8N Wneto = 17.6N

c) ¿Qué peso indicará la báscula cuando la roca descansa en el fondo del recipiente? Wneto= W1 + W2 Wneto= 9.8N + 9.8N Wneto= 19.6N

Conclusiones Para lograr determinar la densidad de un sólido primero se tiene que hallar su masa en una balanza. Su volumen se podrá conocer, para sólidos regulares midiendo sus. Pero si es un sólido irregular, se sumerge en una probeta graduada que contiene un volumen de un líquido, en el cual el sólido sea insoluble previamente medido. El volumen desplazado es el volumen del sólido, como nos dice el principio de Arquímedes.

Cuestionario de Investigación 1. Usted es un náufrago y flota en medio del océano en una balsa. Su carga en la balsa incluye un cofre del tesoro lleno de oro que encontró antes que su barco se hundiera, y la balsa apenas se mantiene a flote. Para mantenerse flotando tan alto como sea

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posible en el agua, ¿usted debe (a) dejar el cofre del tesoro arriba de la balsa (b) asegurar el cofre del tesoro en la parte inferior de la balsa (c) con una soga amarrada a la balsa jalar el cofre del tesoro en el agua? (Suponga que lanzar el cofre del tesoro por la borda no es una opción que quiera considerar)

Bibliografía WILSON, Jerry D. Física con aplicaciones, Segunda Edición. Editorial McGraw-Hill, 1991. Vallejo, P., & Zambrano, J. (2008). Física Vectorial. Quito: RODIN.

Serway Raymond A., JewettJhon W. Jr. (2014). Física Para ciencias e ingenierías, (Novena ed., Vol. 1). México: CengageLearnig....