Laboratorio Física General Informe 06 UNMSM

(1)

(2)

UNIVERSIDAD

NACIONAL

MAYOR DE SAN

MARCOS

(

Universidad del Perú, Decana De

América

)

CURSO

:

LABORATORIO DE FÍSICA I

TEMA

:

DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

PROFESOR

:

Eche Llenque, José Carlos

ALUMNOS

:

COD.

Álvarez Rosales, Vladimir

15160276

Layme Estrada, David Edgar

15160103

López Saldivar, Marco Antonio

14160278

Nizama Roque, Jairo César

15160106

Villegas Mejía José Edwin

15160112

TURNO :

Sábado

02:00 p.m. – 04:00 p.m.

(3)

REPORTE

Experiencia N° 06: DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

Fecha de entrega: 24-10-15

I. INTEGRANTES

N° ALUMNO CODIGO FIRMA

1 Álvarez Rosales, Vladimir 15160276 2 Layme Estrada, David Edgar 15160103 3 López Saldivar, Marco Antonio 14160278 4 Nizama Roque, Jairo César 15160106 5 Villegas Mejía, José Edwin 15160112

II. OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA

 Determinar la densidad de bloques de metal, en este caso será estaño y cobre, usando 2 diferentes métodos.

 Determinar la densidad de los líquidos, de la misma manera por medio de 2 métodos, usando el método de Arquímedes.

 Identificar materiales a partir de la densidad y comparar resultados.

III. DISEÑO EXPERIMENTAL

EQUIPOS Y MATERIALES

- Un calibrador de pie de rey (Vernier) - Una balanza de tres barras

- Hilo

- Una probeta graduada - Cilindros metálicos - Un picnómetro - Agua potable - Alcohol metílico - Ron de quemar

(4)

FUNDAMENTO TEÓRICO

Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y volumen VC se sumerge totalmente en un líquido de densidad ρL contenido en un

recipiente, desplazará un volumen VL, este volumen desplazado será igual al volumen del cuerpo sumergido. VL = VC.

El cuerpo de peso W al sumergirse experimentará una disminución aparente de su peso (W’) debida al empuje (E).

De la Figura, se cumple:

W

'

=

W −E

Luego, E=W −W ' (1)

En virtud del principio de Arquímedes “la magnitud del empuje sobre

el cuerpo es igual al peso del líquido desalojado por el mismo”.

E=m

_L

g= ρ

_L

V

_L

g

₍₂₎

Donde:

m

_L _{: Masa de líquido desalojado}

g

_{: Aceleración de la gravedad}

ρ _{: Densidad del líquido}

V

_L _{: Volumen del líquido desalojado}

Igualando (1) y (2), se obtiene:

ρ

_L

V

_L

g=W−W '

₍₃₎

(5)

Donde:

V

_C _{: Volumen del cuerpo}

m

_{: Masa del cuerpo}

ρ

_C _{: Densidad del cuerpo}

Reemplazando (4) en (3) y despejando ρC, se obtiene:

ρ

C

=

W

W −W '

ρ

L ₍₅₎

Con esta ecuación (5) se puede calcular la densidad del cuerpo (si se tiene la densidad del líquido) o la densidad del líquido (si se tiene la densidad del cuerpo).

MONTAJE 1 – MÉTODO DIRECTO

1. Anote aquí los valores de densidad teórica de los sólidos asignados por su profesor: Valor de Densidad Teórica (g/cm3₎ Tipo de material CILINDRO 1 8,960 g/cm3 Cobre CILINDRO 2 7,365 g/cm3 Estaño

¿Cree Ud. que le servirán de algo estos valores? ¿Por qué?

Sí, para poder compararlo con el valor experimental y saber qué margen de error nos sale.

2. Describa y represente aquí el método para determinar la densidad de los líquidos usando el picnómetro.

(6)

(7)

3. Anote aquí los valores de la densidad de los líquidos obtenidos usando el picnómetro y densímetro:

TABLA 03. Densidad de líquidos usando el picnómetro. Picnómetro Densímetro

Agua (g/ml) 0,99 0,99

Alcohol

(g/ml) 0,804 0,81

Ron (g/ml) 0,904 0,85

¿Cree Ud. que le servirán estos valores? ¿Por qué?

Sí, para poder compararlo con el valor experimental y saber qué margen de error nos sale.

MONTAJE 2 – MÉTODO DE ARQUÍMEDES

4. Describa y represente aquí el método de Arquímedes para determinar la densidad de sólidos y líquidos.

5. Para determinar la densidad de sólidos por el método de Arquímedes. Indicar que líquido ha usado como Líquido patrón.

Líquido Patrón H2O Densidad del líquido

patrón (g/ml) 1 g/cm3

¿Cree Ud. que le servirá de algo este valor? ¿Por qué?

Sí, porque a partir de este valor, será la comparación con nuestro experimento.

6. Para determinar la densidad de líquidos, indicar que material ha usado como solido patrón.

(8)

Sólido Patrón Cobre

Densidad del sólido

patrón (g/cm3₎ 8,960 g/cm3

¿Cree Ud. que le servirá de algo este valor? ¿Por qué?

Sí, porque a partir de este valor, será la comparación con nuestro experimento.

IV. DATOS EXPERIMENTALES

CILINDRO DE COBRE CILINDRO DE ESTAÑO

Nº M (kg) D (m) H (m) M (kg) D (m) H (m) 1 0.0482 0.0194 0.0181 0.0698 0.0189 0.0344 2 0.0481 0.0193 0.0180 0.0697 0.0189 0.0341 3 0.0481 0.0193 0.0180 0.0698 0.0188 0.0346 4 0.0480 0.0196 0.0181 0.0698 0.0188 0.0342 5 0.0481 0.0192 0.0180 0.0697 0.0187 0.0342 X 0.0481 0.01936 0.01804 0.06976 0.0188 0.03431 LM 0.0001 0.00005 0.00005 0.0001 0.00005 0.00005 E LM 0.00005 0.000025 0.000025 0.00005 0.000025 0.000025 E a 0.000031 62 0.000067 82 0.000024 49 0.000024 49 0.000037 14 0.000087 17

∆ X

0.000059 16 0.000072 28 0.000034 99 0.000055 675 0.000044 77 0.000090 68 1. Medidas realizadas para determinar la densidad de solidos usando el

Método Directo.

Sabemos que:

Error Absoluto=

√

E

_LM2

+

Ea

2

ELM = 5x10-5kg (error de lectura mínima de la balanza)

PARA EL COBRE: Para m

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 6.324x 10-5kg Ea= σ

√

n−1= 6.32 x 10−5

√

5−1 =3.162 x 10 −5

(9)

3.162 x 10

−5

¿

(5 x 10

−5

)

2

+

¿

Error=

√

¿

Error=5.916 x 10

−5 Para el D (m):

ELM = 2.5x10-5m (error de lectura mínima del vernier)

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 1.356x10-4m

Ea=

σ

√

n−1

=

1.41 x 10

−4

√

5−1

=6.782 x 10

−5 Error=

_√

(2.5 x 10−5 )2+(6.782 x 10−5 )2

Error=7.228 x 10

−5 Para el H (m):

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 4.898x 10-5m

Ea=

σ

√

n−1

=

4.898 x 10

−5

√

5−1

=2.449 x 10

−5

2.449 x 10

−5

¿

2

(2.5 x 10

−5

)

2

+

¿

Error=

√

¿

Error=3.499 x 10

−5 PARA EL ESTAÑO

(10)

Para m

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 4.898x 10-5kg

Ea=

σ

√

n−1

=

4.898 x 10

−5

√

5−1

=2.449 x 10

−5 Error=

√

(5 x 10−5 )2+(2.449 x 10−5 )2

Error=5.5675 x 10

−5 Para el D (m):

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 7.742x10-5m

Ea=

σ

√

n−1

=

7.742 x 10

−5

√

5−1

=3.714 x 10

−5 Error=

√

(2.5 x 10−5)2+(3.714 x 10−5)2

Error=4.477 x 10

−5 Para el H (m):

ELM = 2.5x10-5m (error de lectura mínima)

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 1.7435x 10-4m

Ea=

σ

√

n−1

=

1.435 x 10

−4

√

5−1

=8.717 x 10

−5

(11)

8.717 x 10

−5

¿

2

(2.5 x 10

−5

)

2

+

¿

Error=

√

¿

Error=9.068 x 10

−5

2. Medidas realizadas para determinar la densidad de sólidos usando el método de Arquímedes.

TABLA 04. Peso aparente de los sólidos de densidad desconocida

sumergidos en el líquido patrón. Y errores asociados.

Líquido patrón ρH2O=¿ 1000

kg

m

3 W’(N) 1 2 3 4 5 LM ELM E0 Ea ∆X CILINDRO 1: cobre 0.409 8 0.408 8 0.405 9 0.408 8 0.408 8 0.000 1 0.000 05 0 0.0006 63 0.0006 65 CILINDRO 2: estaño 0.581 9 0.586 8 0.581 9 0.586 8 0.586 8 0.000 1 0.000 05 0 0.0011 98 0.0011 99 CILINDRO 1

´X

_{= 0.40841} Dónde:

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 0.00133

Ea=

σ

√

n−1

= 0.000663 Ei= 5x10-5_{kg (error balanza)}

Error=

√

Ei

2

+

Ea

2

Error=

¿

_0.000665 → W’ = 0.40841 ± 0.000665 N CILINDRO 2

(12)

´X

_{= 0.58484} Dónde:

σ =

√

∑

(

x−X )

2

n

= 0.0024

Ea=

σ

√

n−1

= 0.001198 Ei= 5x10-5_{kg (error balanza)}

Error=√

Ei

2

+

Ea

2

Error=

¿

_0.001199 → W’ = 0.58484 ± 0.001199 N

3. Medidas realizadas para determinar la densidad de líquidos usando el método de Arquímedes.

TABLA 06. Peso aparente del sólido patrón sumergido en los líquidos de

densidad desconocida. Y errores asociados.

SÓLIDO PATRON Ρ =8960kg/m3 W’(N) Líquido 1 Líquido 2 1 0.427 0.425 2 0.427 0.426 3 0.428 0.425 4 0.428 0.426 5 0.427 0.425

´X

_0.4274 _0.4254 LM 0.1x10-3 _0.1x10-3 ELM 5x10-5 5x10-5 E0 0.0 0.0 Ea 2.5x10-4 2.5x10-4

(13)

∆

_X _2.595x10-4 _2.595x10-4 W’±∆W’ 0.4274 ± 2.595x10-4 _0.4254 ± _2.595x10-4 Líquido 1:

LM =0,1

E

S

=

LM

2 =0,05

Calculando

E

a _:

´

x=

0,427+0,427+0,428+0,428+0,427

5

´ x=0,4274

σ =

√

(

0,4274−0,427)

2

+(0,4274−0,427)

2

+(0,4274−0,428)

2

+(

0,4274−0,428)

2

+(0,4274−0,427)

2

5

σ =0,,0005

E

_a

=

0,0005

√

4 =

0,00025=2,5 ×10

−4 ∴ ∆ x=

_√

(5 ×10−5 )2+(2,5 ×10−4 )2=2,595× 10−4 Líquido 2:

LM =0,1

(14)

E

S

=

LM

2 =0,05

Calculando

E

a _:

´

x=

0,425+0,426+0,425+0,426+0,425

5 ´

x=0,4254

σ =

√

(0,4254−0,425) 2 +(0,4254−0,426)2+(0,4254−0,425)2+(0,4254−0,426)2+(0,4254−0,425)2 5

σ =0,,0005

E

_a

=

0,0005

√

4 =

0,00025=2,5 ×10

−4

∴ ∆ x=

_√

(5 ×10

−5

)

2

+(2,5 ×10

−4

)

2

=2,595× 10

−4 V. RESULTADOS

1. ¿Cuál es la densidad de sólidos usando el método directo? Anote los errores asociados a la medición.

TABLA 02. Densidad de sólidos usando el método directo. m± ∆ m(kg)

v ± ∆ v (m

3

)

ρ ± ∆ ρ(kg /m

3

)

ρ ± ∆ ρ(g/cm

3

)

CILINDRO 1

_{0.0481± 5.916 x 10}

−5

5.309 x 10

−6

±2.979 x 10

9041 ±51.93

−8

9.041 ±0.05193

CILINDRO 2

_{0.06976 ±5.5675 x 10}

−5

_{9.54 x 10}

−6

_{± 4.082 x 10}

_{7312± 31.82}

−8

_{7.312± 0.03182}

(15)

Hallamos el área de la base del cilindro 1:

ABASE =

A=

π D

2

4 =

π

4 (

3.748 x 10

−4

± 1.978 x 10

−6

)

=2.943 x 10

−4

± 1.553 x 10

−6

Volumen = ABASE x H =

(

2.943 x 10

−4

± 1.553 x 10

−6

)

x (1.804 x 10

−2

±3.49 x 10

−5

)

Volumen =

5.309 x 10

−6

±2.979 x 10

−8

Ahora hallamos la densidad

ρ

ρ=m/ v

₌₍

_{4.81 x 10}

−2

±5.9 x 10

−5

_)/

(5.309 x 10

−6

±2.979 x 10

−8

)

(16)

Hallamos el área de la base del cilindro 2:

ABASE =

A=

π D

2

4 =

π

4 (

3.541 x 10

−4

± 1.191 x 10

−6

)

=2.781 x 10

−4

±9.354 x 10

−7

Volumen = ABASE x H =

(

2.781 x 10

−4

± 9.354 x 10

−7

)

x (3.431 x 10

−2

±9.06 x 10

−5

)

Volumen =

9.54 x 10

−6

± 4.082 x 10

−8

Ahora hallamos la densidad

ρ

ρ=m/ v

₌₍

_{69.96 x 10}

−3

±5.5675 x 10

−5

_)/

(9.54 x 10

−6

± 4.082 x 10

−8

)

ρ=7312 ± 31.82 Kg/m

3

2. De los resultados obtenidos en la Tabla 02, identifique el tipo de

material de cada uno de los cilindros y determine el error experimental porcentual obtenido. MATERIAL ERROR EXPERIEMNTAL PORCENTUAL (%) CILINDRO 1 COBRE

−1.129

CILINDRO 2 ESTAÑO −0.027

Error porcentual para las densidades:

E

_exp

=

(

Valor Teorico−Valor Experimental

Valor Teorico

)

x 100

Para cilindro 1:

Error =

8940−9041

8940

x 100

(17)

Para el cilindro 2:

Error =

7310−7312

7310

x 100

Error =−0.027

3. ¿Cuál es la densidad de solidos usando el método de Arquímedes? Anote los errores asociados a la medición.

TABLA 05. Densidad de sólidos usando el método de Arquímedes.

´

W

_{± ΔW} (N)

´

W '

_{± ΔW’} (N)

´

ρ

_{± Δρ} (Kg/m3₎

´

ρ

_{± Δρ} (g/cm3₎ CILINDR O 1 W = 0.470418± 0.000059 W’ = 0.40841± 0.000665 7586.40821 ±81.68498 7.5864 ± 0.0817 CILINDR O 2 W = 0.681666± 0.000063 W’ = 0.58484± 0.001199 7040.11319 ±87.30068 7.0401 ± 0.0873 CILINDRO 1 W = mg ; g = 9.78 m/s2 m = 0.0481 ± 0.000059 Kg → W = 0.47042 ± 0.000059 N Dónde:

ρ

_C

=

W

W −W '

x ρ

L → W-W’ = 0.062008 ± 0.000668 N ρL = 1000 kg/m3 ρC = 7586.40821 ± 81.68498 kg/m3 ρL = 1 g/cm3 ρC = 7.5864 ± 0.0817 g/cm3 CILINDRO 2 W = mg ; g = 9.78 m/s2 m = 0.0697 ± 0.000063 Kg→ W = 0.68167 ± 0.000063 N Dónde:

(18)

ρ

C

=

W

W −W '

x ρ

L → W-W’ = 0.09683 ± 0.0012007 N ρL = 1000 kg/m3 ρC = 7040.11319 ± 87.30068 kg/m3 ρL = 1 g/cm3 ρC = 7.0401 ± 0.0873 g/cm3

4. De los resultados obtenidos en la Tabla 05, identifique el tipo de

material de cada uno de los cilindros y determine el error experimental porcentual obtenido.

Material Error Experimental Porcentual (%) CILINDRO 1 Cobre 15% CILINDRO 2 Estaño 3,7% CILINDRO 1 COBRE ρTEORICA= 8.96 g/cm3 ρEXPERIMENTAL = 7.5864 ± 0.0817 g/cm3

E

_exp

=

(

Valor Teorico−Valor Experimental

Valor Teorico

)

x 100

E

_exp

=

(

8.96−7.5864

8.96 )

x 100

EEXp% = 15% CILINDRO 2 ESTAÑO ρTEORICA= 7.31 g/cm3 ρEXPERIMENTAL = 7.0401 ± 0.0873 g/cm3

(19)

E

_exp

=

(

Valor Teorico−Valor Experimental

Valor Teorico

)

x 100

E

_exp

=

(

7.31−7.0401

7.31 )

x 100

EEXp% = 3,7%

5. Según los resultados obtenidos hasta el momento, ¿Cuál de los dos métodos trabajados es más preciso para determinar la densidad de sólidos?

Es más preciso trabajar con el método directo ya que su margen de error es menor.

6. ¿Cuál es la densidad de líquidos usando el método de Arquímedes? Anote los errores asociados a la medición.

TABLA 07. Densidad de líquidos usando el método de Arquímedes.

´

W ± ∆ W (N )

W ' ± ∆ W '(N )

´

❑

´

± ∆(kg/m

3

)

❑

´

± ∆(kg/ml)

LÍQUIDO 1 0.47± 3.041 x10-4 0.4274±2.595 x10-4 806.4±7.6 0.8064±0.007 6 LÍQUIDO 2 0.47± 3.041 x10-4 0.4254±2.595 x10-4 860.2 ±7.6 0.8602±0.007 6 Para calcular ρ:

ρ

_L

=

W −W '

W

ρ

C Entonces:

ρ

_L₁

=

(

0,47 ± 3,041× 10

−4

₎

_{−(0,4274 ± 2,595 ×10}

−4

)

(0,47 ± 3,041× 10

−4

)

.8960

kg

m

3

ρ

_L₁

=

(0,47−0,4274)±

(

√

(

3,041 ×10

−4

₎

2

+

(

2,595× 10

−4

₎

2

)

0,47 ± 3,041×10

−4

.8960

kg

m

3

ρ

_L₁

=

(

0,04 ±3,998 ×10

−4

0,47 ±3,041 ×10

−4

)

. 8960

kg

m

3

(20)

ρ

_L₁

=

(

0,04

0,47

±

0,04

0,47

√

(

3,998 ×10

−4

0,04

)

2

+

(

3,041 ×10

−4

0,47

)

2

)

. 8960

kg

_m

3

ρ

L1

=

(

0,09± 8,52 ×10

−4

₎

. 8960

kg

_m

3

ρ

_L₁

=806,4 ± 7,6

kg

m

3

ρ

_L₁

=0,8064 ± 0,0076

g

cm

3

ρ

_L₂

=

(

0,47 ± 3,041× 10

−4

₎

_{−(0,4254 ± 2,595 ×10}

−4

)

(0,47 ± 3,041× 10

−4

)

.8960

kg

m

3

ρ

_L₂

=

(0,47−0,4254)±

(

√

(

3,041 ×10

−4

₎

2

+

(

2,595× 10

−4

₎

2

)

0,47 ± 3,041×10

−4

.8960

kg

m

3

ρ

_L₂

=

(

0,045± 3,998 ×10

−4

0,47 ±3,041 ×10

−4

)

. 8960

kg

m

3

ρ

_L₂

=

(

0,045

0,47

±

0,045

0,47

√

(

3,998× 10

−4

0,045

)

2

+

(

3,041 ×10

−4

0,47

)

2

)

. 8960

kg

_m

3

ρ

L2

=

(

0,096± 8,53 ×10

−4

₎

.8960

kg

_m

3

ρ

L2

=860,2 ±7,6

kg

m

3

ρ

L2

=0,8602 ± 0,0076

g

cm

3

7. De los resultados obtenidos en la Tabla 07, y con ayuda de la Tabla 03 identifique el tipo de material de cada uno de los líquidos y determine el error experimental porcentual obtenido.

Material Error Experimental Porcentual (%)

(21)

LÍQUIDO 2 Ron de quemar -1.2% Para Líquido 1:

%Err=

810−806,4

810 ×100

%Err=0,4

Para Líquido 2:

%Err=

850−860,2

850 ×100

%Err=−1,2 VI. EVALUACIÓN

1. Enuncie y describa tres métodos para el cálculo de densidad de los líquidos.

PICNÓMETRO

El Picnómetro es un instrumento de medición cuyo volumen es conocido y permite conocer la densidad o peso específico de cualquier fluido ya sea líquido o sólido mediante gravimetría a una determinada

temperatura. 1 La metodología que estudia los resultados obtenidos mediante este instrumento se denomina Picnometría.

El picnómetro consta de un envase generalmente en forma de huso achatado en su base o cilíndrico de volumen calibrado construido por lo general con vidrio o acero inoxidable y que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua (usualmente) o el mercurio (poco usado por ser tóxico

(22)

DENSÍMETRO

Un densímetro es un instrumento de medición que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical. El término utilizado en inglés es hydrometer; sin embargo, en español, un hidrómetro es un instrumento muy diferente que sirve para medir el caudal, la velocidad o la presión de un líquido en movimiento.

El densímetro se introduce vertical y cuidadosamente en el líquido hasta que flote libre y verticalmente. A continuación, se observa en la escala graduada en el vástago del densímetro su nivel de hundimiento en el líquido; esa es la lectura de la medida de densidad relativa del líquido. En líquidos ligeros (v.g., queroseno, gasolina, alcohol,...) el densímetro se hundirá más que en líquidos más densos (como agua salada, leche,...). De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos poco densos, teniendo como

diferencia la posición de las marcas medidas.

MÉTODO DE ARQUÍMEDES

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza1 recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

(23)

Donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa. De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descritas de modo simplificado) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo; este punto recibe el

nombre de centro de carena.

2. ¿Qué es densímetro? Describir el principio físico en la que se basa su funcionamiento.

Su funcionamiento se basa en el principio hidrostático del matemático e inventor griego Arquímedes, que establece que cualquier cuerpo

sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual a la masa del líquido desalojado. El densímetro tiene una parte inferior en forma de ampolla llena de plomo o mercurio y flota por sí mismo en la disolución a medir. Cuando está sumergido, la varilla graduada se eleva verticalmente para dar una lectura de la escala. Los densímetros deben calibrarse según el tipo de líquido que hay que analizar, y a una

temperatura tipo, normalmente 4 °C o 20 °C. Existen distintos tipos de densímetros que miden la densidad y la pureza de los acumuladores, de las calderas de los barcos, del suelo y de la leche.

3. Hacer el siguiente experimento en casa. Un cubo de hielo que flota en un vaso con agua. Cuando el cubo se funde, ¿se elevara el nivel del agua? ¿Por qué?

La respuesta es que el nivel del agua se mantiene. Para comprender esto, tenemos que echar mano de la física. Todos recordamos el Principio de Arquímedes que nos dice que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. Esto quiere decir que cuando un cuerpo flota (como es el

(24)

caso del hielo sobre el agua), su peso es igual al peso del volumen de agua desalojada, que corresponde al volumen de la parte sumergida del hielo.

Por otro lado sabemos que el agua aumenta de volumen cuando se congela. Este comportamiento es el que provoca que el hielo flote en el agua. El volumen aumenta, pero la masa sigue siendo la misma (si congelamos 1 kg. de agua, tendremos 1 kg. de hielo, aunque ocupa más 1 kg. de hielo que 1 kg. de agua). Por lo tanto, el volumen de agua que pese lo mismo que un trozo de hielo, es un poco menor que el volumen de ese trozo de hielo.

¿Y qué pasa si el trozo de hielo se derrite en el agua? Cuando el hielo se derrite, su volumen disminuye. ¿Cuánto disminuye? Pues lo mismo que aumentó cuando se congeló. Es decir, al derretirse, su densidad es igual a la del agua en la que está inmerso. Ocupa el mismo volumen que el agua que había desalojado cuando era hielo. Dicho de otra forma; el agua derretida tiene el mismo volumen que tenía la parte sumergida del hielo. Por lo que si no se modifica el volumen contenido en el vaso, este mantendrá su nivel.

4. Siempre es más fácil flotar en el mar que en una piscina común. Explique por qué.

Después de tener claro que la flotabilidad va directamente relacionada con las densidades, se debe tener en cuenta que el agua salada es un 3% más densa que el agua dulce, pues la composición molecular del agua salada es diferente a la del agua dulce, influyendo a su vez en la flotabilidad. Arquímedes fue el primero en comprender que la flotabilidad o fuerza de empuje es igual al peso del fluidos en el que esta

(25)

Una manera de explicar fácilmente esto es que el agua de mar tiene sal y otras sustancias disueltas en ella que la hacen más densa que el agua potable. Además en el agua tu cuerpo pesa menos porque tu cuerpo experimenta el empuje y pierde aparentemente “peso”. En consecuencia entonces tu cuerpo flota con mayor facilidad en el mar que en una piscina.

VII.CONCLUSIONES

 Se concluye que al finalizar la experiencia, podemos decir que existen diferentes métodos para poder hallar las densidades de algunos sólidos y algunos líquidos.

 Así mismo, tal y como observó Arquímedes, el volumen del líquido desplazado(derramado) por un cuerpo al ser introducido en una probeta de agua al ras, será igual al volumen del mismo cuerpo introducido en la probeta.

 Que en la experiencia, se producen errores, es decir van a ver errores en los cálculos realizados (Errores instrumentales – Balanza) los cuales ya no serán exactos.

VIII. RECOMENDACIONES

 Al ingresar al laboratorio a realizar las experiencias tener presente que es un lugar de TRABAJO que demanda mucha atención, orden y responsabilidad.

 Hacer las 5 mediciones para cada tubo de ensayo (cobre y estaño) para poder así tener un mejor promedio en las dimensiones de estos.  Trabajar con cuidado con los materiales de alcohol y ron, en especial con las probetas, que se pueden caer y romper, y originar algún corte en algún alumno.