ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS

LABORATORIO DE FISICA B

Título de la práctica:

Hidrostática 1

Profesor:

Ing. José Alexander Ortega Medina Nombre:

Robert Roca Figueroa

Fecha de entrega del informe:

Miércoles, 8 de junio de 2011 Paralelo:

6

Año - Término:

I Término 2011

RESUMEN:

En esta práctica aplicamos fórmulas para hallar las densidades relativas, tanto para sólido (Cu, Fe) como a líquido (diesel). Establecemos un nivel de referencia y con la balanza de Jolly medimos X, que son

las elongaciones del resorte. Ya obtenidos los datos, comparamos los resultados con los ya conocidos para determinar si la práctica fue un éxito.

OBJETIVO:

Utilizando el principio de Arquímedes, determinar la densidad relativa de sólidos y líquidos.

EQUIPO:

Balanza de Jolly

Vaso de precipitación

Agua

Muestra sólida de densidad desconocida

Muestra líquida de densidad desconocida

FUNDAMENTO TEÓRICO:

El principio de Arquímedes establece que todo cuerpo sumergido en el interior de un fluido recibe un empuje hacia arriba que es, en magnitud, igual al peso del líquido que desaloja. La densidad relativa de una sustancia es la densidad de la sustancia a la densidad del agua

(1)

El resultado de esta relación es un número que nos indica que tan grande es la densidad de la sustancia con relación a la del agua. La balanza de Jolly (figura 1) es un dispositivo que puede ser usado para medir la densidad relativa usando para esto el principio de Arquímedes. Consiste en un pedestal tubular cuya altura puede ser ajustada mediante la perilla (P); una escala Vernier (V) permite tomar lecturas de los cambios en la altura del pedestal, un indicador situado en un tubo transparente. Del extremo del pedestal se suspenden dos platillos: superior (A) e inferior (B) mediante un resorte. El platillo inferior se sumerge en el recipiente con fluido (R), mientras el superior se sostiene en el aire (figura 2). La muestra del material cuya densidad relativa se desea establecer, se coloca en el platillo superior, el peso de la muestra estira el resorte hacia abajo una distancia X, la cual puede ser medida retornando a la posición inicial que tenían los platillos elevando el extremo del pedestal hasta que el marcador ( vuelva a colocarse en la posición inicial que tenía antes de depositar la muestra en el platillo; la cantidad X es la altura que se debe elevar el pedestal, la cual se mide en la escala Vernier (V). El proceso es similar al colocar la muestra en el platillo inferior dentro del agua como se muestra en la (figura 2) y medir L.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Aseguramos de cumplir con las normas de seguridad dentro del laboratorio ya que podríamos tener inconvenientes con la realización de la práctica.

2. Enceramos y escogimos un nivel de referencia en el tubo transparente.

3. Llenamos en vaso de precipitación con agua y lo colocamos en la balanza de Jolly de modo que el platillo inferior de la balanza quede completamente sumergido evitando que toque el fondo.

4. Colocamos la muestra 1 (Cu) en el platillo superior y llevamos al sistema a la posición inicial, ajustando con la perilla hasta hacer coincidir nuestro nivel de referencia. Anotamos la medida que nos indica el vernier con su respectiva incertidumbre, a este desplazamiento lo llamaremos X.

5. Enceramos la balanza y el nivel de referencia, ahora colocamos la muestra 1 en el platillo inferior y lo dejamos sumergir completamente en el agua. Con la perilla ajustamos de tal manera que nuestro nivel de referencia coincida con su posición inicial. Anotamos la lectura que nos indica el vernier, a este desplazamiento lo

llamaremos . ( < X, caso contrario la medición no es la correcta)

6. Realizamos el mismo procedimiento para la muestra 2 (Fe), hallamos

7. Reemplazamos el agua por el diesel y dejamos sumergir al platillo inferior con la muestra 1. Ajustamos con la perilla hasta que nuestro nivel de referencia coincida con la posición inicial. Anotamos la medida que nos indica el vernier, este desplazamiento se denomina . ( <X, caso contrario la medición no es la correcta)

8. Realizamos el mismo procedimiento para la muestra 2 (Fe), hallamos

9. Aplicamos las fórmulas conocidas para hallar la densidad relativa tanto para sólidos y líquido.

10. Mostramos resultados.

TABLA DE DATOS:

Muestras X±0.1 (mm) (mm) (mm)

1.- Cobre (Cu)

21,3 19,2 19,0

2.- Hierro (Fe)

26,4 23,8 22,7

CÁLCULOS:

CÁLCULOS DE CADA DENSIDAD RELATIVA DE LAS MUESTRAS SÓLIDAS:

CÁLCULOS DE CADA DENSIDAD RELATIVA DE LAS MUESTRAS LÍQUIDAS:

TABLA DE RESULTADOS:

Densidad relativa de las muestras sólidas

Muestras Sustancia ρ relativa

1 Cobre 9,26

2 Hierro 7,13

Error relativo de la Densidad relativa de las muestras

sólidas

Muestras Sustancia % E

1 Cobre 4 %

2 Hierro 9 %

GRÁFICO:

Densidad relativa de la muestra líquida

Muestras Sustancia ρ relativa

1 Cobre 0,91

2 Hierro 0,70

Error relativo de la Densidad relativa de la muestra líquida

Muestras Sustancia % E

1 Cobre 5 %

2 Hierro 18 %

Figura 1

Figura 2 Diesel y agua

DISCUSIÓN:

Tabla de Datos: Cada una de las medidas fue tomada a simple vista, anotando la más correcta posible. Cálculos: Aplicar correctamente las fórmulas y datos fue la clave para que la práctica tenga éxito. Errores: El cálculo de errores siempre se debe hacer de la manera correcta, no podemos suponer ni escribir un error aleatoriamente porque estaríamos dañando todo el trabajo práctico que hicimos. Resultados: Comparamos los resultados obtenidos en la práctica, determinamos los materiales con la cual trabajamos, que son hierro (Fe), aluminio (Al) y cobre (Cu).

CONCLUSIONES: Terminada la práctica comprobamos que el principio de Arquímedes aplicado en la balanza de Jolly nos da un valor muy aproximado a los reales de cada uno de las muestras y fluidos utilizados para esta práctica. Los resultados obtenidos están dentro de un intervalo aceptable por lo que podemos decir que la práctica fue un éxito.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:

Guía de Laboratorio de Física B. Física Universitaria – Sears, Zemansky.