DENSIDAD Y PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

DENSIDAD Y PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

RESUMEN

 El presente informe consistió básicamente en utilizar el principio de Arquímedes para determinar el valor experimental de las densidades de los cilindros hechos uno por hierro, otro por aluminio  otro por bronce, además de la determinación de la densidad del pedazo de madera. Se utilizó un sensor de fuerza (Economy Force Sensor CI 6746) para determinar el peso en aire como en el agua, es decir las tensiones en cada caso, para posteriormente aplicar las distintas fórmulas dadas para encontrar la densidad de los materiales usados ya sea usando la definición de densidad, haciendo sumatoria de fuerzas y despejando dicha densidad o aplicando la fórmula del principio de Arquímedes.

PALABRAS CLAVE

Densidad, Flotabilidad, Masa, Principio de Arquímedes,  Volumen.

1. INTRODUCCIÓN

El término densidad proviene del campo de la física y la química, en los que específicamente alude a la relación que existe entre la masa de una sustancia o de un cuerpo y su volumen. Es una propiedad intrínseca, ya que no depende de la cantidad de sustancia que se considere1.

Esta propiedad, habitualmente se expresa en kilogramo por metro cúbico (kg/m3) o gramo por centímetro cúbico (g/cm3), varía en mayor o menor medida en función de la presión y la temperatura, y también con los cambios de estado.

 Típicamente, los gases tienen menor densidad que los líquidos por presentar sus partículas menos cohesionadas, y estos a su vez menos que los sólidos. Aunque existen excepciones, por lo general al aumentar la temperatura disminuye la densidad.

La densidad antes definida es la densidad absoluta; la densidad relativa es la densidad de una sustancia en relación con otra, la densidad aparente es la que caracteriza a los materiales porosos, como el suelo.
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que 'si un sólido es parcial o totalmente inmerso en un fluido, sufre una fuerza ascendente igual al peso del fluido desplazado2, a esta fuerza se le da el nombre de fuerza boyante o simplemente empuje.

 El empuje puede ser mayor, menor o igual al peso del cuerpo no depende del peso del cuerpo.

1. MATERIALES Y MÉTODOS

Como materiales se tienen: Cilindros metálicos de diferente material, Probeta de 250 cm3, Interface 750 ScienceWorkshop, Sensor de fuerza (Economy Force Sensor CI-6746 ó Force sensor CI-6537), Vernier, Cuerda de nylon, Bloques de madera, Beakers de 400 cm3, Agua salada.

En donde primero se introducen uno por uno los diferentes cilindros en la probeta para determinar su volumen (éstos deben estar previamente pesados en la balanza), colocar el sensor de fuerza  medir la tensión de cada cilindro para después sumergirlos en la probeta y obtener su tensión considerando la fuerza boyante de cada cilindro; por último se procede a determinar la densidad de un sólido menos denso que el agua, por lo que al cubo de madera se le atan los cilindros para que éste se hunda totalmente  (el cubo de madera debe ser previamente medido y pesado) y se realiza un procedimiento igual al anterior con el cubo de madera y los cilindros atados a él

1. RESULTADOS

Los resultados obtenidos de realizar éste experimento fueron variados e incluso alejados de los valores teóricos, sin embargo esto se puede deber a muchas fallas como la antes mencionada falta de precisión de los instrumentos, ausencia de una buena calibración, error humano entre otros; los datos obtenidos en el laboratorio son los que nos inducen a afirmarlo, a continuación las tablas con la toma de los datos durante la elaboración del laboratorio:

Tabla 1. Características de los cilindros.

Tabla 2. Peso de los cilindros.

Tabla 3. Dimensiones del bloque de madera.

Tabla 4. Fuerzas en bloque de madera.

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