PRACTICA:  APLICACION DEL PRINCIPIO DE ARQUIMIDES EN LIQUIDOS

 

OBJETIVOS

1º) Determinación de la densidad de un cuerpo

2º) Determinación de la densidad de un líquido

 

MATERIAL A UTILIZAR

-         Varilla con soporte

-         Pinza con gancho

-         Dinamómetro

-         Pesas

-         Probeta graduada de 250 ml

 

ELABORACIÓN DEL EXPERIMENTO

 

Experiencia 1.-. En primer lugar, calculamos el peso real del cuerpo, colgándolo del dinamómetro, el cual nos indica directamente el peso en Newtons. A continuación, Introducimos agua en la probeta hasta un cierto volumen, de tal manera que el cuerpo quede sumergido en el líquido, con lo cual calculamos el peso aparente en agua, tal como lo indica la lectura en el dinamómetro. Esto nos permite calcular el empuje según la expresión:

                                                            E = P_real - P_aparente

 

A continuación, calculamos el volumen del cuerpo, despejándolo de la expresión del principio de Arquímedes:

                                                            E = dl.Vc.g

 

comparándolo con el valor experimental observado al comprobar el incremento del volumen del líquido, que debe ser del mismo orden o similar, debido a los errores de precisión y cálculo.

Por último, calculamos la masa del cuerpo por la expresión : P_real = m.g, y finalmente, ya podemos calcular la densidad del cuerpo:

                                                                        d_c = m_c/V_c

 

ejemplo práctico:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

peso real: 1.5 N

peso aparente: 1.3 N

empuje = 0.2 N

 

volumen inicial del agua en la probeta : 220 ml

volumen final del agua en la probeta :    239 ml

incremento de volumen: 19 ml

 

El cálculo del volumen por la fórmula Vc= E / dl.g = 2,04.10^-5 m³ = 20.4 ml(valor similar)

Por último, calculamos la densidad del cuerpo: 

 dc = mc/Vc = 0.153 / 2,04.10^-5 = 7503 Kg/m³

Experiencia 2.- Para calcular la densidad de un líquido en el que se sumerge un cuerpo, es necesario conocer el volumen del cuerpo, lo que calculamos por la expresión: Vc=mc/dc (la densidad del cuerpo es un dato que nos deben dar, y la masa del cuerpo la sacamos del peso real: Pr = mc.g)

Una vez calculado el peso real utilizando el dinamómetro, hallamos el peso aparente al introducir el cuerpo en el líquido de densidad desconocida. Esto nos permite calcular el empuje:                                           

                                                                        E= Pr – Pap

 

El siguiente paso consistirá en calcular la densidad del líquido a estudio, despejándola de la expresión:

                                                                        E = dl Vc g

Con lo cual, tendremos:

                                                dl = E / Vc g

 

ejemplo práctico :

 

 

 

peso real: 1.5 N

peso aparente: 1 N

empuje = 0.5 N

 

Vc = 2,04.10^-5 m³

Con estos datos, la densidad sería :

 

dl = 0.5 / 2,04.10^-5 . 9.8 = 2.500 Kg/m³