UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas PRE-INFORME N° 04
DENSIDAD
ASIGNATURA: FÍSICA I (CB 302 V) Pertenece a:
- Lujan Alaya Tania
20133502A
Veramendi Llaulle !"an #!$ins!n - Veramendi
- %aurtua &ardales Antu!anette esus '!cente:
- Ta(ur )elaci! Lima 05*11*1+
201+ ,II EXPERIMENTO N°17:
DENSIDAD
I.
OBJETIVO
II
'eterminar e-.erimentalmente la densidad media de algun!s cuer.!s mediante la a.licaci/n del .rinci.i! de Aruímedes
MATERIALES
Tres !$jet!s cuyas densidades medias se desea determinar
n as! grande n reci.iente
inetill!s
III.
na $alan4a c!n d!s jinetill!s de 10 g y un! de 1g
FUNDAMENTO TEORICO
D!"#$%$ & $!"#$%$ '$#% (): La densidad es una magnitud escalar de .r!.iedad intensia re(erida a la cantidad de masa en un determinad! !lumen de una sustancia La densidad media es la ra4/n entre la masa de un cuer.! y el !lumen ue !cu.a
'*+
Si es ue se trata de un !$jet! ! sustancia "!m!gnea6 ent!nces la densidad media del !$jet! tam$in ser7 la densidad del material
La masa y el !lumen s!n .r!.iedades generales ! e-tensias de la materia6 es decir s!n c!munes a t!d!s l!s cuer.!s materiales y adem7s de.enden de la cantidad ! e-tensi/n del cuer.! 8n cam$i! la densidad es una .r!.iedad característica6 ya ue n!s .ermite identi(icar distintas sustancias P!r ejem.l!6 muestras de c!$re de di(erentes .es!s 1600 g6 1065 g6 29+ g6 t!das tienen la misma densidad6 6;9 g
E',: 8l em.uje es una (uer4a de reacci/n =uand! un sistema e-.ele ! acelera masa en una direcci/n6 la masa acelerada causar7 una (uer4a igual en direcci/n c!ntraria %atem7ticamente est! signi(ica ue la (uer4a t!tal e-.erimentada .!r un sistema se acelera c!n una masa m ue es igual y !.uest! a m eces la aceleraci/n a6 e-.erimentada .!r la masa:
La (uer4a de em.uje es una (uer4a ue a.arece cuand! se sumerge un cuer.! en un (luid! 8l m/dul! de sta iene dad! .!r el .es! del !lumen del (luid! desal!jad!
Se .r!duce de$id! a ue la .resi/n de cualuier (luid! en un .unt! determinad! de.ende .rinci.almente de la .r!(undidad en ue ste se encuentre >en !tras .ala$ras6 a la cantidad de (luid! ue tenga encima? 8sta .resi/n ejerce una (uer4a s!$re cualuier cuer.! sumergid! en el (luid! y tiene la .r!.iedad ser .er.endicular a la su.er(icie del cuer.! Si .ensam!s en un cuer.! c@$ic! sumergid! es eidente ue alguna de sus caras estar7 m7s .r!(unda ue el rest! de ellas 'ad! ue la .resi/n ejerce una (uer4a s!$re t!das las caras sin im.!rtar cu7l sea y siem.re .er.endicular a esta6 la
(uer4a ue se ejerce s!$re la cara m7s .r!(unda es may!r ue la (uer4a s!$re la cara men!s .r!(unda6 l! ue da c!m! resultante una (uer4a ascendente ue es la (uer4a de em.uje 8n las caras laterales n! !curre est! ya ue las (uer4as laterales se restan .uest! ue6 .unt! a .unt!6 se encuentran a la misma altura
P/#!#,#1 $ A/'$": La relaci/n entre la (uer4a de (l!taci/n y el líuid! des.la4ad! (ue descu$ierta .!r Aruímedes Se enuncia c!m! sigue: n cuer.! sumergid! su(re un em.uje "acia arri$a .!r una (uer4a igual al .es! del (luid! ue des.la4aB 8sta relaci/n se llama .rinci.i! de Aruímedes y es 7lid! .ara líuid!s y gases >(luid!s en general? P!r sumergid! se entiende ya sea t!tal ! .arcialmente sumergid! 8l .rinci.i! de Aruímedes se (!rmula así:
'!nde 8 es el em.uje 6 C( es la densidad del (luid!6 V el D!lumen de (luid! des.la4ad!E .!r alg@n cuer.! sumergid! .arcial ! t!talmente en el mism!6 g la aceleraci/n de la graedad y m la masa6 de este m!d!6 el em.uje de.ende de la densidad del (luid!6 del !lumen del cuer.! y de la graedad e-istente en ese lugar 8l em.uje >en c!ndici!nes n!rmales y descrit! de m!d! sim.li(icad! ? act@a erticalmente "acia arri$a y est7 a.licad! en el centr! de graedad del cuer.! este .unt! reci$e el n!m$re de centr! de carena
IV.
PROCEDIMIENTO
1 'eterminaci/n de la masa del cuer.! =!n el !$jet! G sus.endid! del $ra4! may!r de la $alan4a6 euili$rar a esta mediante el c!ntra.es! = Lueg! retirar el !$jet! .er! sin t!car el c!ntra.es! y resta$lecer el euili$ri! de la $alan4a mediante la c!l!caci/n adecuada de l!s jinetill!s y t!mar n!ta de la .!sici/n de l!s jinetill!s 2 'eterminaci/n del em.uje 8uili$rar la $alan4a c!n el .es! G utili4and! s!lamente le c!ntra.es! = =!l!car $aj! G un reci.iente c!n agua .ara sumergirl! t!talmente y mediante l!s jinetill!s resta$lecer el euili$ri! T!mar n!ta de la nuea .!sici/n de l!s jinetill!s
V.
CLCULOS 5 RESULTADOS
a? 'eterminar la densidad de cada una de las d!s muestras met7licas utili4and! l!s .as!s >I? y >II? Para es! utili4arem!s l!s siguientes jinetill!s: inetill! 1: 161gr inetill! 2: 1062gr inetill! 3: 106gr inetill! +: 206+gr inetill! 5: 2062gr 'eterminaci/n de la densidad media del $r!nce %asa del &r!nce: A.licand! t!rues6 c!n la masa .reiamente graduada: %$r!nceg20cm H 126cm206+g %$r!nce H 136059gr 005
V!lumen del $r!nce: Primer! calcularem!s el em.uje ue se ejerce al cuer.! cuand! se sumerge en el líuid! >agua?
A.licand! t!rues: %$r!ncegd 1HFd1*%jinetill!gd 2 J FH 8*%$r!nceg #eem.la4and! y des.ejand!: 8H2%$r!nceg K %jinetill!d 2g
-g < 8
062+
%asa del .l!m!: A.licand! t!rues6 c!n la masa .reiamente graduada: %.l!m!MgM20cm H 106cmM26MgK206+M1cmMg %.l!m! H 1;62gr 005
V!lumen del .l!m!: Primer! calcularem!s el em.uje ue se ejerce al cuer.! cuand! se sumerge en el líuid! >agua? A.licand! t!rues: %.l!m!gd1HFd1*%jinetill!gd2 J F H 8 * %.l!m!g #eem.la4and! y des.ejand!: 8H2%.l!m!g K %jinetill!d2g
-g < 8
0632
$? nir am$as muestras su.!niend! desc!n!cidas sus .es!s y !l@menes indiiduales6 medir el .es! t!tal y el em.uje s!$re el c!njunt! .ara lueg! calcular el .es! de cada un! de ell!s utili4and! s!l! las densidades res.ectias enc!ntradas en >a? >Pr!$lema de Aruímedes?
Nalland! el em.uje y la masa t!tal .!r t!rues y reem.la4and! tenem!s: Ot!talH 03229;++ 0001 8t!talH 8$r!nce K 8.l!m! 8t!talH 0693 0025 ρ plomo =477,804
0632
ρbronce =465,743
062+
ρ
$r!nce - V2 K ρplomo - V1 H %t!tal
V1K V2 H Vt!tal 8H ρ liuid! - g - Vt!tal O$r!nce H 012;+ 0000+; O.l!m!H 01;++59 0000+;
c? 'eterminar la densidad de un cuer.! de men!r densidad de la ue el agua Para ell! unir el cuer.! c!n cada una de las muestras anteri!res cuy! .es! y densidad ya s!n c!n!cidas y re.etir .as!s >I? y >II? 'eterminaci/n de la densidad media del tecn!.!r Na$íam!s "allad! el .es! t!tal: Ot!talH063220+ 0600; O$r!m! K O.l!m! H H 03229;++ 0001
Otecn!.!r H 06000010+ 000 V!lumen del c!njunt! Tecn!.!r*Pl!m!* &r!nce Nalland! el em.uje .!r t!rues y reem.la4and! tenem!s: Ot!talH 063220+ 0600; 8t!talH 8$r!nce K 8.l!m! K 8tecn!.!r 8t!talH 0652+25 06025 8tecn!.!rH ρ liuid! - g - Vtecn!.!r 8tecn!.!rH ρ liuid! - g - %tecn!.!r< ρ tecn!.!r ρ tecn!.!rH 060093 06+5
VI.
CONCLUSIONES
•
La densidad media es el c!ciente de la masa y el !lumen y esta es igual a
•
la densidad del cuer.! si este es "!m!gne! 8l mt!d! e(ectuad! en el la$!rat!ri! n! es a.lica$le .ara auell!s !$jet!s ue tengan densidades men!res a la del agua >1gr
•
cuya densidad sea may!r .ara ue am$!s se sumerjan en el líuid! 8l mt!d! es a.r!-imad! teniend! masas (ijas y distancias (ijas6 en d!nde el euili$ri! a.arente se c!nsider/ e-act! .!r n! .!der tener una distancia entre 1 y 2 .!r ejem.l!6 ! n! tener una masa entre 10 y 20
VII.
BIBLIOGRAFIA
Paul NeQitt* Física c!nce.tual , 10ma edici/n )uía de la$!rat!ri! de (ísica , .ag 9* "tt.:<
