Informe De Fisica 2

1. Resumen

Como objetivo se planteó usar el principio de Arquímedes para encontrar la densidad de un fluido. Para el análisis se ubicó el sensor de fuerza con la masa colgante sobre la probeta, se configuró el programa capstone para la toma de datos y se creó una tabla con los valores del volumen sumergido y la fuerza que indica el sensor, seguidamente se ubicaron las dos masas colgantes en la probeta graduada de 100ml sobre la superficie del agua, que está llena hasta los 70 ml de altura, se sumergió la masa colgante de a un milímetro hasta que estuvo totalmente cubierta, después de obtener estos datos se procedió a mezclar el agua con una cantidad determinada de sal, de tal manera que el fluido perdiera su transparencia y quedara de un color blanco, de esta forma se toman los datos respectivos para ambas masas con el nuevo fluido, posteriormente, con los datos tomados y las respectivas tablas se procedió a crear una gráfica de Fuerza vs Volumen con la cual podremos cumplir con el objetivo.

Palabras Clave: Densidad, Fuerza, Volumen.

2. Introducción.

El principio de Arquímedes dice que si un cuerpo esta parcial o totalmente sumergido en un fluido, este ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.

En este experimento se analizó la razón de cambio del volumen del fluido al sumergir la masa colgante. Con los valores obtenidos (fuerza y volumen) y la gráfica, se pueden hacer los cálculos pertinentes para hallar la densidad del fluido que se expresa en la ecuación:

∑▒〖F=0=T^'+E- m_c g〗 (1)

Despejando y reemplazando se obtuvo finalmente:

T^'= -(Dg)V+ m_c g (2)

De esta ecuación se determinó que la pendiente (m) es igual al producto de la gravedad por la densidad y el punto de corte (b) es el producto de la masa colgante por la gravedad, una vez llegado a estas conclusiones procedemos a hallar los valores de densidad y masa colgante con sus respectivas incertidumbres.

3. Metodología

Para la práctica fue necesario hacer uso de una probeta graduada de 100ml, un banco de altura graduable, 2 cilindros de diferentes materiales, sal, agua, hilo y un sensor de fuerza. Inicialmente se ubica la masa colgante justo sobre la superficie del fluido y se conecta el sensor a la interfaz como se muestra en la imagen 1.

Imágen 1

Para la recolección de datos se sumerge de a 1 mililitro (ml) la masa colgante hasta que entre totalmente en el fluido como se representa en la imagen 2.

Imágen 2

4. Resultados y Análisis

La fuerza que registró el sensor corresponde a la tensión ejercida en la cuerda, que equivale a la diferencia entre la masa del objeto colgante y el empuje del fluido sobre el cuerpo sumergido, esto se da aplicando sumatoria de fuerzas sobre el objeto, que corresponde a (1).

Despejando T de (1) se obtuvo:

T=m_c g- m_f g

Con la ecuación definida y utilizando la equivalencia de la densidad:

D= m/V

Se realizaron los despejes adecuados y se llegó a la ecuación que describe la tensión en función del volumen del fluido, (2):

T= -(Dg)V+ m_c g

Con esta ecuación planteada se concluyó que es de la forma y=mx+b, por lo tanto se aplicó un ajuste lineal a la gráfica número 1 y se obtuvo que la pendiente (m) equivale al producto entre la densidad

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