ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS

LABORATORIO DE FISICA B

Título de la práctica:

Hidrostática 2

Profesor:

Ing. José Alexander Ortega Medina Nombre:

Robert Roca Figueroa

Fecha de entrega del informe:

Miércoles, 15 de junio de 2011 Paralelo:

6

Año - Término:

I Término 2011

RESUMEN: En esta práctica se determinó la densidad de un objeto de forma irregular y comprobamos su veracidad introduciendo el principio de Arquímedes. Observamos el comportamiento de buzo de Descartes mediante la aplicación del principio de Arquímedes como también el principio de Pascal.

OBJETIVO:

Calcular la densidad absoluta con su respectiva incertidumbre de un material. Investigar el principio de Arquímedes y la fuerza de flotación que actúa sobre un objeto.

EQUIPO:

Agua

Vaso de precipitación

Muestra sólida de densidaddesconocida

Balanza

Calibrador Vernier

Gotero

Botella pequeña

Globo pequeño

FUNDAMENTO TEÓRICO:

El principio de Arquímedes establece que un objeto sumergido completa o parcialmente en un fluido sufre un empuje en ascenso por una fuerza igual al peso del fluido que desplaza. Cuando se sumerge un objeto con una densidad menor que la del fluido, se hundirá solo hasta que desplace un volumen de fluido con un peso igual al suyo. En ese momento, el objeto está flotando en el fluido y existe el equilibrio. Si la densidad de un objeto es mayor que la del fluido, una fuerza de flotación hacia arriba, resultado de la presión del fluido, actuará sobre el objeto, pero la magnitud de la fuerza de flotación será demasiado pequeña para equilibrar la fuerza del peso ejercida hacia abajo del material más denso. Mientras el objeto se sumerge, su peso aparente disminuye en una cantidad equivalente a la fuerza de flotación. El principio de Pascal dice que el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo. Buzo de descartes es un experimento sencillo del se utiliza el tubito hueco de vidrio y la pera de caucho de un frasco de colirio (un gotero). La profundidad del tapón de la botella puede regularse. Cuando el tapón desciende lo suficiente, el buzo se hunde hasta el fondo. Cuando se afloja de nuevo el tapón, el buzo vuelve a la superficie. El buzo de Descartes (Cartesiandiver) en la literatura en ingles, llamado así debido a que pone de manifiesto como una pequeña fuerza es capaz de producir un gran desplazamiento en un cuerpo que flota. Un buzo de Descartes consta esencialmente de un pequeño tubo, abierto por su parte inferior, que flota en el interior de una botella casi llena de agua y cerrada por un tapón.

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.

a) Calcular la densidad absoluta de un cuerpo.

1. El profesor facilitará un cuerpo para que el estudiante mida todas las dimensiones necesarias y calcule el volumen con su incertidumbre absoluta.

2. Medir la masa con su respectiva incertidumbre absoluta. 3. Calcular la densidad (ρ) de la muestra dada con su respectiva incertidumbre

absoluta, a través de la expresión:

4. Mostramos resultados.

b) Flotación de un cuerpo.

1. Se llena el gotero parcialmente con agua. 2. Se coloca dentro de la botella completamente llena de agua (el gotero debe flotar

sumergido casi por completo) 3. Recubra la abertura de la botella con una membrana de caucho (globo). 4. Varíe la presión en el interior de la botella, aplastando y soltando la membrana. 5. Mostramos resultados.

TABLA DE DATOS:

Lados del cuerpo (±0,05) cm

a 5,63

b 4,7

c 2,1

d 4,32

e 1,71

f 1,16

g 1,41

h 4,8

i 2,13

j 1,85

k 1,30

Masa del cuerpo (±0.5)kg

# $ m (x10-3) (kg)

1 1,00 8,1

2 0,50 11,5

3 0,25 5,8

4 0,10 2,1

5 0,05 4,9

6 0,01 2,5

CÁLCULOS:

CÁLCULOS DE LA MASA DEL CUERPO:

m= 1,2 + m = (1,2 + 8,1 + 11,5 + 2,1 + 4,9 + 2,5)x10-3 m = 30,3 x10-3 kg

INCERTIDUMBRE DE MASA LA MASA DEL CUERPO:

CÁLCULOS DEL VOLUMEN DEL CUERPO:

= 9,03 x

INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN DEL CUERPO:

DENSIDAD DE LA MUESTRA DADA:

f

e

b

j

a

c

k

i

d

f g

h

TABLA DE RESULTADOS:

GRÁFICO:

Muestra Masa x ±0.05

(kg) Volumen

x (m3) Densidad

Cuerpo 30,3 9,03 335,65

DISCUSIÓN:

TabladeDatos: 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: Hallamosla densidad de dicho cuerpo, lo comparamos y determinamos de qué material (madera) es ese cuerpo.

CONCLUSIONES:

La densidad del cuerpo es de , por lo que puedo decir que

ese cuerpo está hecho de Yaguápindá. Concluimos que a menor densidad de un cuerpo con respecto a la densidad

del agua, dicho cuerpo flotará. Con el buzo de descartes, cuando un cuerpo gana masa dentro de un fluido, este cuerpo tendrá mayor densidad que del fluido por lo que dicho cuerpo se sumergirá.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:

J. Guemez, (2003), Universidad de Cantabria, Departamento de Física aplicada http://www.disfrutalaciencia.es Guía de Laboratorio de Física B. Física Universitaria – Sears, Zemansky.

Figure 1 Muestra dada Figure 2 Muestra dada