Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSUniversidad del Per, Decana de AmricaFacultad de Ciencias Fsicas

ASIGNATURA: Laboratorio de Fsica IIEXPERIENCIA N 4: DensidadesSEMESTRE ACADMICO: 2015-IDOCENTE: GALO SISNIEGASALUMNOS-CDIGOS:-CARO NAVARRO, Diego (E.A.P. Ing. Elctrica)14190194 -ESPIRE SNCHEZ, Antony (E.A.P.Ing.Elctrica)14190167-FERNNDEZ CASTRO, Teddy(E.A.P.Ing.Elctrica)14190035-HUAYNATE SABOYA, Sandra(E.A.P.Ing.Qumica)14070168-SIVIPAUCAR ANCCO, Marina(E.A.P.Ing.Textil)13170130Lima-Per2015

I. INTRODUCCIN

A la relacin de masa y volumen se le llama densidad (r).esta constante se define como la masa de la unidad de volumen.Esta propiedad de la materia, que la caracteriza en cualquiera de los estados en que se presenta, es fcil de determinar en el laboratorio de forma sencilla, sobre todo en El caso de cuerpos slidos.

La determinacin de la densidad de un cuerpo slido puede simplificarse si el objeto presenta una forma definida, de tal forma que resulte fcil calcular su volumen. Es el caso de la determinacin de la densidad de diferentes cuerpos cilndricos.En este caso, los medios necesarios sern un calibrador, con el que mediremos el radio y la altura del cilindro y, adems, una balanza para determinar la masa de dicho cuerpo.

II. MATERIALES Y EQUIPOS

1 Soporte Universal 1 Balanza de tres barras 3 Cilindros metlicos Cuerda delgada Calibrador pie de rey (Vernier) Probeta graduada

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MONTAJE 1 - MTODO DIRECTO1. Usando la balanza de tres barras determine la masa de cada cilndrico. Repita esta operacin cinco veces. Anote los datos en la Tabla 1 y sus errores correspondientes.TABLA 1 (kg) (kg) (kg)

10.051300.071300.0239

20.051300.071200.0239

30.051200.071200.0238

40.051200.071300.0240

50.051300.071200.0239

(kg)0.051260.071240.0239

(kg)0.0500.0500.050

2. Usando el calibrador pie de rey, mida las dimensiones de cada cilindro y evale sus volmenes. Realice esta operacin cinco veces para cada cilindro. Anote los datos 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.

TABLA 2V1 (m3)V2 (m3)V3 (m3)

h1 (m)d1 (m)h2 (m)d2 (m)h3 (m)d3 (m)

10.0115200.0191000.029580.019200.021360.01932

20.0115300.0191000.029570.019210.021350.01931

30.0115300.0191200.029590.019230.021370.01930

40.0115500.0191400.029570.019220.021360.01933

50.0115300.0191200.029580.019220.021350.01931

H / d0.0115320.0191160.0295780.0192160.0213580.019314

H /d0.0500.0500.0500.0500.0500.050

TABLA 3 (kg) (m3) (kg/m3)

CILINDRO 10.05126 0.05

CILINDRO 20.07124 0.05

CILINDRO30.0239 0.05

4. A partir de los datos de la Tabla 1 determine el peso W de cada cilindro y antelos en la Tabla 4. No olvide considerar los errores en las mediciones.

5. Sumerja completamente cada cilindro en el agua contenida en la probeta. Anote los pesos Wi en la Tabla 4. Cuide de que los cilindros no toquen ni el fondo ni las paredes de la probeta.

TABLA 4

CILINDRO 1CILINDRO 2CILINDRO 3

W1 (N)W1 (N)W2 (N)W2 (N)W3 (N)W3 (N)

10.5020.4430.6970.6140.2340.146

20.5020.4430.6960.6130.2340.146

30.5010.4420.6960.6130.2330.145

40.5010.4420.6970.6140.2350.147

50.5020.4430.6960.6130.2340.146

Wi / W`i0.50160.44260.69640.61340.23400.146

Wi/W`i0.050.050.050.050.050.05

6. Del paso anterior determine las densidades y los empujes correspondientes utilizando la ecuacin (5) y escriba sus resultados en la tabla 5.TABLA 5

(N)(N)(kg/m3)

CILINDRO 1

CILINDRO 2

CILINDRO 3

CLCULO DE LA DENSIDAD DE LQUIDOS1. Reemplace el agua de la probeta por alcohol (L1) y ron o mezcla (L2).2. Tome las densidades de los lquidos utilizados con el densmetro.TABLA 6

Densidad L1alcohol814 kg/m3

Densidad L2ron470 kg/m3

3. Escoja un cilindro y repita el procedimiento 2. Anote los datos de la tabla 6. Tome como dato de la densidad del cilindro el valor dado en la tabla 5.NOTA: En estos pasos cada mesa trabajar con un cilindro de material diferente.

Tabla 7CILINDRO 1L1(alcohol)L1(ron)

W1 (N)W1 (N)W1 (N)W1 (N)

10.05130.00720.05130.0237

20.05130.00720.05130.0235

30.05120.00710.05120.0235

40.05120.00710.05120.0237

50.05130.00720.05130.0236

Wi / W`i0.051260.007160.051260.0236

Wi/W`i0.0500.00500.0500.0050

CLCULOSPara la tabla 1:

Hallando el (kg) de cada masa: Cilindro 1

Para hallar :

=(0.05130+0.05130+0.05120+0.05120+0.05130)/5

=0.05126 kgCilindro 2

Para hallar :

=(0.07130+0.07120+0.07120+0.07130+0.07120)/5

=0.07124 kgCilindro 3

Para hallar :

=(0.0239+0.0239+0.0238+0.0240+0.0239)/5

=0.0239 kg Hallando el (kg) de cada masa: Cilindro 1

Para hallar el :

Cilindro 2

Para hallar el :

Cilindro 3

Para hallar el :

Para la tabla 2: Hallando el H y d Cilindro 1H = (0.01152+0.01151+0.01153+0.01155+0.01153)/5H= 0.011532 mD=(0.0191+0.0191+0.01912+0.01914+0.01912)/5D=0.019116 mCilindro 2H = (0.02958+0.02957+0.02959+0.02957+0.02958)/5H= 0.029578 mD=(0.0192+0.01921+0.01923+0.01922+0.01922)/5D=0.019216 mCilindro 3H = (0.02136+0.02135+0.02137+0.02136+0.02135)/5H= 0.021358 mD=(0.01932+0.01931+0.01930+0.01933+0.01931)/5D=0.019314 m Hallando H y d

Cilindro 1

Cilindro 2

Cilindro 3

Para la tabla 3:Con los datos de la altura y el dimetro podremos calcular el volumen y la densidad de cada pesa.V= Cilindro 1Volumen 1:H= 0.011528 0.05 d= 0.019116 0.05

Densidad 1:m1= 0.05126 0.050

= 15492.96

89598.11

Cilindro 2Volumen 2:H2= 0.029578 0.050 d2= 0.019216 0.05

Densidad 2:m2= 0.07124 0.050

= 8304.97

34132.73

Volumen 3:H= 0.021358 0.050 d= 0.019314 0.05

Densidad 3:m3= 0.0239 0.050

= 3819.48

18421.10

Para la tabla 4:Hallando Wi y Cilindro 1 =(0.502+0.502+0.501+0.501+0.502)/5 = 0.5016 N

Para hallar el :

Cilindro 2 =(0.697+0.696+0.696+0.697+0.696)/5 = 0.6964

Para hallar el :

Cilindro 3 =(0.234+0.234+0.233+0.235+0.234)/5 = 0.2340 N

Para hallar el :

PARA HALLAR EL W` UTILIZAREMOS LAS SIGUIENTES FORMULAS:W` =W- EE=g VL L

Cilindro 1 E=9.78 0.006 L 0.99997 E1=0.059 NCilindro 2E2=9.78 0.0085 L 0.99997 E2=0.083N

Cilindro 3E3=9.78 0.009 L 0.99997 E3=0.088N

HALLANDO W`Y Cilindro 1W =(0.443+0.443+0.442+0.442+0.443)/5W =0.4426 N

Cilindro 2W =(0.614+0.613+0.613+0.614+0.613)/5W = 0.6134 N

Para hallar el :

Cilindro 3W =(0.146+0.146+0.145+0.147+0.146)/5W =0.146 N

Para hallar el :

CLCULO DE LA DENSIDAD DE LQUIDOS (TABLA 6)

Hallando las densidades de los lquidos ( alcohol y ron) :

Mtodo del picnmetro=ml/vlml: masa del lquidovl: volumen del lquido

Densidad L1 (alcohol)

Mrecip=29.55g m1=70.2g mL1= m1- Mrecip=70.2-29.55=40.7gVL1=50 ml1=40.7/50=0.814 g/ml=814 kg/m3

Densidad L2 (ron)

Mrecip=29.55g m2=53g mL2=m2- Mrecip=53-29.55=23.5gVL2=50ml2=23.5/50=0.47 g/ml=470kg/m3

CLCULOS DE LA TABLA 7

EN ALCOHOL

Promedio del peso del cuerpow1 = 0.0236NDesviacin estndar de la media = =0.00008944Error aleatorioEa =0,00007347Error instrumental: Eins =0.01/2 = 0.0051 = == 0,0050W = W1 = 0,0050 (N)EN RON

Promedio del peso del cuerpo1 = 0.0236 NDesviacin estndar de la media = =0.00008944Error aleatorioEa =0,00013416Error instrumental: Eins =0.01/2 = 0.0051 = == 0,0050W = W1 = 0,0050 (N)

IV. EVALUACIN

1. A partir del valor de la densidad del cilindro obtenido en la Tabla 5 y aplicando la ecuacin (5) halle el valor de la densidad del lquido. Complete la tabla 8. Y calcule el error porcentual para el alcohol si su densidad terica es 0,816x103kg/m3.

TABLA 8

WW (N) (N)

(kg/m3)

L10.051260.0500.007160.0050

L20.051260.0500.02360.0050

APLICANDO LA FRMULA DE ARQUMIDES PARA HALLAR LA DENSIDAD DEL LQUIDO(L1) DENSIDAD DEL ALCOHOL

Kg/m3

(L1) DENSIDAD DEL RON

Kg/m3

Para hallar el error porcentual de la densidad de alcohol:Valor terico = 814kg/m3

Error porcentual==52.60%

2.Con las densidades de los lquidos obtenidas con los densmetros en la tabla 6 calcular la densidad del cilindro utilizado por el mtodo de Arqumedes (ec.5).METODO DE ARQUIMEDES:

De los datos consignados en la tabla 6Densidad L1alcohol814 kg/m3

Densidad L2ron470 kg/m3

USANDO DATOS DEL ALCOHOL:

Para el cilindro 1:

3. Busque en tablas de densidades estndar los valores para los cilindros y los lquidos trabajados en clase y calcule el error porcentual para el mtodo clsico hallado en la tabla 3.

El primer cilindro se trata del aluminio cuyo error es:

El secundo cilindro se trata del cobre cuyo error es:

El tercer cilindro se trata del estao cuyo error es:

4. Calcule el error porcentual para las densidades halladas por el mtodo de Arqumedes de la tabla 7.

Para el alcohol:

Densidad terica: 814 kg/m3 Densidad (tabla 8): kg/m3

Para el ron:

Densidad terica: 470 kg/m3 Densidad (tabla 8): kg/m3

5. Enuncie y describa tres mtodos para el clculo de densidad de los lquidos.

CLCULO DE DENSIDAD DE LOS LQUIDOSUTILIZANDO EL PICNMETRO

Un picnmetro es un recipiente calibrado, con el que se puede pesar un volumen de lquido con mucha precisin.Mediante la masa del agua y la masa de una solucin calculada haciendo el uso de la balanza analtica y su volumen medido a travs de un instrumento de precisin como es el caso del picnmetro; por diferencia se puede obtener la cantidad desoluto presenteymediante una reglade tressimple sehallala cantidad de soluto total presente.

CLCULO DE DENSIDAD DE LOS LQUIDOS UTILIZANDO LA PROBETA

Elmtodo de medicin en probetano es recomendableya quenoes muy preciso; pero sies utilizado,es unmtododeforma indirectaen el cualse miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad, este mtodo se utiliza poco en lo que es industria.

CLCULO DE DENSIDAD DE LOS LQUIDOS UTILIZANDO EL DENSMETRO

El densmetro manual, es una pipeta de vidrio grandota con una pera de goma en una punta y una cnula en la otra y una bolita y una escala dentro de ella. Como mtodo alternativo se podr utilizar un dispositivo calibrado en agua a una temperatura determinada, el desplazamiento en el lquido a medir, nos da una lectura de la densidad. Este sistema de medida recibe el nombre de densmetro.

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES :

Determinamos la densidad de un slido en diferentes casos utilizando el principio de Arqumedes de manera correcta, reconociendo que todo objeto sumergido parcial o totalmente experimentan una fuerza de empujeigual al peso delfluido desplazado por dicho objeto.

Tambin pudimos determinar que un objeto experimenta una misma fuerza de empuje no importa la profundidad en la que se encuentre, pues el volumen ser el mismo y la densidad del fluido se mantiene constante en todos sus puntos (bajo condiciones normales) como lo explica el principio de Arqumedes.

Vemos que no solo podemos determinar la densidad de un lquido por el mtodo de Arqumedes, sino que existe otros mtodos adicionales que nos ayuda a determinar la densidad de un lquido.

RECOMENDACIONES

Calibrar la balanza despus de cada pesada. Tratar que los cuerpos sumergidos en la probeta no choquen con las paredes de sta. Para tener datos lo ms precisos posibles debemos tomar 5 medidas de las masas y usar as como de las longitudes tomadas.

VII. BIBLIOGRAFA

Editorial Reverte.-Fsica-Escrito por Joseph W. Kane,Jos Casas Vzquez,Morton M. Sternheim.

MarceloAlonsoyEdwardJ.MECNICA(volumen1)

SERWAY, Raymond A. Fsica, Cuarta Edicin. Editorial McGraw-Hill,1996

FISICA II. Teora y Problemas. Lic. Humberto Leyva Naveros