MESA No. 1
DENSIDAD.
OBJETIVO.
Que el alumno calcule en el laboratorio la densidad de sustancias
sólidas, liquidas y de soluciones. Determine la densidad de un
líquido y un sólido midiendo su masa y su volumen. Determine la
variación de la densidad de una solución de agua salada como
función de la concentración.
MARCO
TEÓRICO .
La
densidad de una sustancia homogénea es una propiedad física que la
caracteriza y está definida como el cociente entre la masa y el
volumen de la sustancia que se trate. Esta propiedad depende de la
temperatura, por lo que al medir la densidad de una sustancia se debe
considerar la temperatura a la cual se realiza la medición. En el
caso de sustancias no homogéneas lo que obtenemos al dividir la masa
y el volumen es la densidad promedio. Por otra parte, si se desea
determinar con mayor precisión la densidad de una sustancia liquida
es común utilizar un picnómetro, es un instrumento sencillo cuya
característica principal es la de mantener un volumen fijo al
colocar diferentes líquidos en su interior. Esto nos sirve para
comparar las densidades de entre líquidos diferentes, basta con
pesar el picnómetro con cada líquido por separado y comparando sus
masas. Es usual comparar la densidad de un líquido respecto a la
densidad del agua pura a una temperatura determinada, por lo que al
dividir la masa de un líquido dentro del picnómetro respecto de la
masa correspondiente de agua, obtendremos la densidad relativa del
líquido respecto a la del agua a la temperatura de medición. El
picnómetro es muy sensible a los cambios de concentración de sales
en el agua, por lo que se usa para determinar la salinidad del agua,
la densidad de líquidos biológicos en laboratorios de análisis
clínicos, entre otras aplicaciones.
MATERIAL:
-Balanza
granataria de 0.1 gramo
-Una
probeta de 0-100 ml.
-Una
pipeta de 10 ml.
-Muestras
de sustancias solidas de forma regular (madera, aluminio, etc.)
-Vernier.
-Jeringa
-Picnómetro.
-Un
vaso de precipitados de 100 ml o mayor.
-Termómetro.
-Sal
de cocina ( aproximadamente 200 gr).
PROCEDIMIENTO:
Primera
parte: Determinación de la densidad del agua midiendo su masa y su
volumen.
1.
Medir la masa de la probeta procurando que esté limpia y seca.
2.
Verter agua en la probeta hasta los 60 ml, si es necesario utilice
una pipeta para poner el menisco en la marca deseada. Importante: El
menisco del agua debe quedar tangente a la marca del volumen que se
estudia. Tenga el cuidado de que sus ojos estén a la misma altura
del nivel del líquido para disminuir los errores asociados al
proceso de medición.
3.
Una vez determinado el volumen, mida la masa de la probeta con el
agua en la balanza.
4.
Sin vaciar la probeta agregue agua hasta una marca aproximada de 70
ml, limpie el líquido de las paredes del recipiente, mida su masa.
5.
Volver a repetir la operación anterior para cada uno de los
volúmenes aproximados siguientes: 80, 90 y 100 mililitros. Anote los
resultados en la tabla I.
6.
Construya una gráfica de la masa como función del volumen del agua,
llámela Gráfica 1.
Segunda
parte: Determinación de la densidad para un sólido regular.
1.
Seleccione tres muestras de materiales, (madera, aluminio,
acero, etc.)
2.
Con el vernier, mida lass dimensiones de la primera muestra y
determine su volumen.
3.
Mida ahora su masa correspondiente.
4.
Repita el mismo proceso para las otras muestras.
5.
Anote sus resultados en la tabla
Tercera
parte: Variación de la densidad en función de la concentración.
1.
Anote el valor del volumen del picnómetro .
2.
Mida la masa del picnómetro vacío, teniéndose el cuidado de que se
encuentre totalmente seco y limpio.
3.
Llénelo completamente de agua utilizando una jeringa o pipeta y
enseguida colóquele su tapón. (Deberá secar perfectamente el
recipiente y el tapón)
4.
Mida la masa del picnómetro lleno de líquido.
5.
Determine la densidad del agua
6.
Obtenga diferentes concentraciones de sal en agua de 5 g/lt., 10
g/lt., 20 g/lt., 30 g/lt. y 50 g/lt. aproximadamente. Sugerencia:
Será suficiente preparar una solución de 100 ml para cada
concentración, disolviendo la cantidad de sal correspondiente. Puede
empezar con la concentración más baja para optimizar la cantidad de
sal y volver a utilizar la solución sobrante para obtener una
solución más concentrada agregando la sal faltante.
7.
Determine la densidad de cada concentración utilizando el
picnómetro, siguiendo el procedimiento del paso 3 al 5 para cada una
de las concentraciones.
8.
Anote los valores de la densidad para cada concentración en el tabla
III.
9.
Obtenga una gráfica de la densidad contra la concentración en
gramos/litro.
10
Conteste las siguientes preguntas . Cuál es el error porcentual
obtenido en la medición de cada sustancia? . ¿Cuáles son las
fuentes de error más comunes que pueden presentarse en la medición
de la densidad de un líquido y de un sólido por los métodos
usados? Sea claro y concreto en la respuesta a la pregunta. . ¿Qué
representa la pendiente de las gráficas de la masa contra el
volumen? ara medir la densidad del sólido? y de la medición del
volumen con la probeta, ¿Cómo se propaga el error en la
determinación de la densidad?. ¿Cuántas cifras son significativas
en el valor de la densidad obtenida en cada caso?
MESA No. 2
DILATACIÓN TÉRMICA.
OBJETIVO.
Que el alumno observe en el laboratorio la dilatación de los
cuerpos.
MARCO
TEÓRICO .
Las
dimensiones de los cuerpos aumentan cuando se eleva su temperatura.
Salvo algunas excepciones, todos los cuerpos, independientemente de
que sean sólidos, líquidos o gaseosos, se dilatan cuando aumenta su
temperatura.
Dilatación
de los sólidos. Los átomos que constituyen la sustancia sólida se
encuentran distribuidos ordenadamente, lo que origina una estructura
denominada red cristalina del sólido. La unión de tales átomos se
logra por medio de fuerzas eléctricas que actúan como si hubiera
pequeños resortes que unen un átomo con otro, estos átomos están
en constante vibración respecto de una posición media de
equilibrio. Cuando aumenta la temperatura del sólido se produce un
incremento en la agitación de sus átomos, haciéndolos que se
alejen de su posición de equilibrio.
En
consecuencia, la distancia media entre los átomos se vuelve mayor
ocasionando la dilatación del sólido.
La
dilatación en un sólido puede ser lineal, superficial y
volumétrica.
Dilatación
de los líquidos. Los líquidos se dilatan de la misma forma que los
sólidos, pero como los líquidos no tienen forma propia, lo que
interesa en general essu dilatación volumétrica.
Dilatación
irregular del agua. Cuando la temperatura del agua aumenta, entre 0 y
4 ° C, su volumen disminuye. Al hacer que su temperatura se eleve a
más de 4 ° C, el agua se dilatará normalmente. En los países
donde el invierno es muy riguroso, los lagos y los ríos se congelan
únicamente en la superficie, mientras que en el fondo queda agua con
máxima densidad a 4 ° C, hecho que es fundamental para la
preservación de la fauna y la flora de dichos lugares.
MATERIAL:
- Matraz Erlenmeyer
- Tubo de vidrio
- Solución jabonosa
- Lámpara de
alcohol o mechero
- Gotero
- Parrilla eléctrica
- Matraz balón
- Anillos de
Gravesande
- Tapón
monohoradado.
PROCEDIMIENTO:
1.- Introduzca la
esfera de metal en el anillo para asegurar el libre acceso.
2.- Caliente la
esfera y luego trate de introducirlo en el aro. Anote lo que sucede:
_______________________________________________________________
¿A qué se debe lo
anterior?
________________________________________________________________
3.- Deje enfriar y
trate de nuevo.¿ Qué observa? _________________________
4.- Coloque en el
matraz Erlenmeyer agua coloreada y deposite el tapón que
contiene un tubo de
vidrio.
5.- Caliente el
matraz en la fuente de calor y observe el nivel en el tubo de vidrio.
Anote sus
observaciones: ___________________________________________
¿ A qué se debe lo
anterior? _________________________________________
6.- Coloque ahora el
tapón con el tubo en el matraz balón.
7.- Coloque en el
extremo del tubo una gota de solución jabonosa auxiliándose del
gotero.
8.- Caliente con sus
manos y anote sus observaciones.
_________________________________________________________________
¿ A qué se debe lo
anterior? ____________________________________________
___________________________________________________________________
9.- Conteste las
siguientes preguntas:
a) ¿En qué otros
casos has observado la dilatación de los sólidos? , escribe al
menos uno :
______________________________________________________
b) ¿ En qué otro
caso has observado la dilatación de los líquidos?
________________________________________________________________
c) ¿ En qué otro
caso has observado la dilatación de un gas?
________________________________________________________________
d) ¿Cuál es la
razón de que el hielo flote?
________________________________________________________________
e) Una placa
metálica que contiene un orificio circular, se calienta de 50 a 100
° C.
A consecuencia de
este calentamiento, podemos concluir que el diámetro del
orificio:.................................
subraya la respuesta correcta
Se duplica
se reduce a la mitad
aumenta un poco
disminuye en poco
no cambia
MESA No. 3
CAMBIOS DE ESTADO DE
LA MATERIA.
OBJETIVO:
Que el alumno observe los fenómenos de la condensación, fusión y
vaporización y que grafique a partir de los resultados obtenidos ,
las temperaturas en que se dan los cambios de estado: fusión y
vaporización.
MARCO
TEÓRICO.
En
física clásica, las tres formas que puede tomar la materia son
sólido, líquido y gaseoso.
El
plasma, un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas,
con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y
negativos, se considera a veces un cuarto estado de la materia. Los
sólidos se caracterizan por sus resistencia a cualquier cambio de
forma, resistencia que se debe a la fuerte atracción entre las
moléculas que los constituyen.
En
estado líquido, la materia cede a las fuerzas tendentes a cambiar su
forma porque sus moléculas tienden a moverse libremente con respecto
de otras. Los líquidos, sin embargo, presentan una atracción
molecular suficiente para resistirse a las fuerzas que tienden a
cambiar su volumen. Los gases, en los que las moléculas están muy
dispersas y se mueven libremente, no ofrecen ninguna resistencia a
los cambios de forma y muy poca a los cambios de volumen. Como
resultado, un gas no confinado tiende a difundirse indefinidamente,
aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.
La
mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas,
líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas, pero
los estados no siempre están claramente diferenciados. La
temperatura en la que una sustancia pasa del estado sólido al
líquido se denomina punto de fusión, y la temperatura a la que pasa
del estado líquido al gaseoso se llama punto de ebullición.
Cuando
una sustancia se funde o se evapora absorbe cierta cantidad de calor
llamada calor latente, este término significa oculto, pues existe
aunque no se incremente su temperatura ya que mientras dure la fusión
o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la
misma. En tanto, el calor sensible es aquel que al suministrarse a
una sustancia eleva su temperatura.
MATERIAL :
- Soporte universal
- Calorímetro
- Hielo triturado
- Cronómetro
- Parrilla eléctrica
- Termómetro
PROCEDIMIENTO:
1.- Coloque dentro
del calorímetro una capa de hielo triturado y sobre de ella
distribuye
uniformemente un
puño de sal.
2.- Luego coloque
otra capa de hielo y nuevamente sal.
3.- Repita la
operación hasta que se tengan tres capas de hielo.
4.- Espere unos
minutos y observa lo que sucede en la superficie exterior del
calorímetro.
Anota tus
observaciones:___________________________________________________
_______________________________________________________________________
5.- Deje caer unas
gotas de agua sobre la superficie exterior del calorímetro, observa
lo que
sucede y anota tus
observaciones:_____________________________________________
________________________________________________________________________.
6.- Conteste las
siguientes preguntas:
a) ¿Cuáles son los
cambios de estado que se están dando en los pasos 4 y 5?
Paso 4
____________________________ Paso 5 ______________________.
b) ¿ A qué cree
que de deban estos cambios?
_______________________________________________________________
7.- Coloque en la
varilla del soporte la pinza para termómetro.
8.- Mida la
temperatura del medio ambiente y registre: ___________________
9.- Mida la
temperatura de la mezcla de hielo y sal usando la pinza y registre:
______________
10.- ¿Cuál es la
menor temperatura a la que llega la mezcla? _________________.
11.- Considerando la
temperatura ambiente y la temperatura de la mezcla, dentro del
calorímetro ¿Habrá
algún cambio de estado?_________, ¿cuál?___________________.
12.- ¿A qué
temperatura equivale la medida de la mezcla de hielo y sal?
_____________
Usa este espacio
para hacer la conversión.
13.- Coloque el
calorímetro sobre la parrilla eléctrica.
14.- Acerque el
soporte con el termómetro a la mezcla.
15.- Haga funcionar
la parrilla y registre el cambio de temperatura en cada minuto. Anote
los resultados en la
siguiente tabla.
TABLA No. 1
TEMPERATURA
| Tiempo (min) | Temperatura ( ° C) | Tiempo (min) | Temperatura ( ° C) |
| 0 | 16 | ||
| 1 | 17 | ||
| 2 | 18 | ||
| 3 | 19 | ||
| 4 | 20 | ||
| 5 | 21 | ||
| 6 | 22 | ||
| 7 | 23 | ||
| 8 | 24 | ||
| 9 | 25 | ||
| 10 | 26 | ||
| 11 | 27 | ||
| 12 | 28 | ||
| 13 | 29 | ||
| 14 | 30 | ||
| 15 |
16.- Elabore en
papel milimétrico la gráfica de temperatura contra tiempo y a
partir de ella establece :
temperatura de
fusión __________________
temperatura de
ebullición __________________
17.- Conteste las
siguiente preguntas:
a) ¿ Qué
características sobresalen en las temperaturas anteriores?
___________________________________________________________________
b) ¿ Cuál es
nombre que se les da a estas temperaturas?
___________________________________________________________________
MESA No. 4
CALOR ESPECÍFICO.
OBJETIVO. Que el
alumno calcule en el laboratorio el calor específico del cobre.
MARCO TEÓRICO :
El calor es la
energía que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud únicamente
de una diferencia de temperatura entre ellos.
Por ser el calor una
forma de energía, resulta evidente que el calor debe medirse en
unidades energéticas. Entonces, en el S. I., mediremos al calor en
joules. Pero en la práctica actual se emplean aún otra unidad de
calor, muy antigua ( la de la época del calórico), la cual recibe
el nombre de caloría (cal). Por definición, 1 cal es la cantidad de
calor que debe transmitirse a 1 gr. De agua para que su temperatura
se eleve en 1 ° C. (1 cal = 4.18 J).
La cantidad de calor
que puede ceder un cuerpo, dependerá de su calor específico,
presión, temperatura y masa. Siempre que exista un cuerpo que cede
calor, habrá otro que lo acepte, al primero se le llama CALOR CEDIDO
y al segundo CALOR ABSORBIDO.
Un calorímetro es
un instrumento que se usa para medir el calor intercambiado entre dos
cuerpos colocados en su interior, pudiéndose obtener, como resultado
de esta medición, el calor específico de una sustancia cualquiera
que se utilice en el experimento.
El calor específico
del cobre es de 0.093 cal/gr. ° C.
MATERIAL :
- Termómetro
- Balanza
- Pinzas
- Vaso de
precipitado
- Agua
- Calorímetro
- Muestra de cobre
- Probeta
- Hilo en trozos
- Parrilla eléctrica
PROCEDIMIENTO:
1.- Mida en la
balanza la masa del calorímetro y el del agitador juntos ( sin
tapa). Registra en la tabla No.2
2.- Agregue 50 gr.
de agua en el calorímetro auxiliándote de la balanza.
3.- Mida la masa de
la muestra de cobre y registre en la tabla No. 2.
4.- Mida la
temperatura del agua en el calorímetro ,esta será la temperatura
inicial del agua y del calorímetro. Registre en la tabla No. 3
5.- Coloque en el
vaso de precipitado 100 ml. de agua y caliente hasta que hierva, esta
agua servirá solamente para calentar la muestra de cobre.
6.- Una vez que se
encuentre el agua en ebullición, introduzca la muestra de cobre y
déjela ahí durante 5 min. para que la muestra adquiera la
temperatura de ebullición del agua.
7.- Mida la
temperatura de ebullición del agua y registre en la tabla No. 3,esta
será la temperatura inicial del cobre.
8.- Luego saque la
muestra de cobre y colóquela en el calorímetro. Tape enseguida,
agite un poco y mida nuevamente la temperatura en el calorímetro.
Registre en la tabla No. 3, ésta será la temperatura final del
cobre, del calorímetro y del agua.
Nota. Cubra el
calorímetro con una franela para que no exista transferencia de
calor al medio ambiente.
TABLA No. 2 MASAS
| Sustancia | Masa (gr.) |
| Cobre | |
| Aluminio | |
| Agua |
TABLA No. 3
TEMPERATURAS
| SUSTANCIA | TEMPERATURA | ||
inicial
|
final
|
incremento
|
|
| Cobre | |||
| Aluminio | |||
| Agua |
9.- Calcule la
cantidad de calor que absorbe el agua y el calorímetro que está
hecho de aluminio, usando la siguiente fórmula:
Calor absorbido = (
masa) x (calor específico) x (incremento de temperatura)
Calor específico
del agua = 1 caloría / gr. grado centígrado
Calor específico
del aluminio = 0.22 calorías / gr. grado centígrado
Calor absorbido por
el agua =
Calor absorbido por
el aluminio (calorímetro)=
Calor total
absorbido =
Calor cedido por el
cobre=
10.- De la fórmula
para calcular el calor despeje el calor específico del cobre:
Calor específico
del cobre =
11.- Compare con el
reportado en tablas que es de 0.093 cal./ gr. grado centígrado.
12.- Si sus
resultados están muy lejos de la realidad, Explique ¿ por qué?
MESA No. 5
FORMAS DE
TRANSMISIÓN DEL CALOR.
OBJETIVO:
Que el alumno observe en el laboratorio las formas de transmisión
del calor.
MARCO
TEÓRICO. Calor es la energía que se transmite de un cuerpo a otro,
en virtud únicamente de una diferencia de temperatura entre ellos.
La
transferencia de calor hacia un cuerpo origina un aumento en la
energía de agitación de sus moléculas y átomos, o sea, que
ocasiona un aumento de la energía interna del cuerpo, lo cual,
generalmente, produce elevación de la temperatura. Lo que un sistema
material posee es energía interna, y cuanto mayor sea su
temperatura, tanto mayor será su energía interna. Si un cuerpo se
encuentra a mayor temperatura que otro, puede transmitir parte de su
energía interna a este último. La energía interna de un cuerpo
puede aumentar sin que el cuerpo reciba calor, siempre que reciba
alguna otra forma de energía (por ejemplo, la agitación).
Conducción.
Esta transmisión del calor, se debe a la agitación de los átomos
de un sólido, sin que estas partículas sufran ninguna traslación
en el interior del cuerpo. Dependiendo de la constitución atómica
de una sustancia, la agitación térmica podrá transmitirse de uno a
otro átomo con mayor o menor facilidad, haciendo que esa sustancia
sea buena o mala conductora del calor.
Convección.
Este tipo de transmisión del calor se produce en líquidos y gases.
En este caso, hay un movimiento de las masas , en un proceso continuo
de circulación . Así, el calor se transmite con conducción a las
capas inferiores, se va distribuyendo por convección a toda la masa
del líquido, mediante el movimiento de traslación del propio
líquido. La transferencia de calor en los líquidos y gases puede
efectuarse por conducción, pero el proceso de convección es el
responsable de la mayor parte del calor que se transmite a través de
los fluidos.
Radiación.
Todos los cuerpos calientes emiten radiaciones térmicas que cuando
son absorbidas por algún otro cuerpo, provocan en él un aumento de
temperatura. En este caso, la trasmisión no se efectúa por
conducción ni por convección, pues en estos procesos sólo puede
ocurrir cuando hay un medio material a través del cual se pueda
transferir el calor.
Un
ejemplo de transmisión del calor por convección es el calor que nos
llega del sol, puesto que en el espacio hay vacío.
MATERIAL :
- Estrella
- Regla de 30cm
- Lámpara de
alcohol
- Vaso de
precipitado
- Aserrín
- Soporte universal
- Gis
- Vela
- Cronómetro
- Parrilla eléctrica
- Reguilete
- Pinzas para bureta
PROCEDIMIENTO :
1.- Marque cada una
de las varillas con un gis a una distancia de 3 cm. a partir del
extremo.
2.- Pegue con
parafina una canica en cada una de las marcas.
3.- Una vez pegadas
todas las canicas, sostenga la estrella y caliente con una lámpara
de alcohol o mechero y mida el tiempo en el que caen cada una de las
canicas. Registre en la siguiente tabla:
TABLA No. 4
CONDUCCIÓN TÉRMICA.
| MATERIAL | Tiempo que tarda en caer (segundos) |
| Hierro | |
| Cobre | |
| Aluminio | |
| Latón |
4.- Conteste las
siguientes preguntas:
a) ¿ Cuál de los
metales usados conduce mejor el calor? _______________________
b) ¿Cuál es el
menor conductor del calor? _________________________
c) ¿Cómo se les
conoce a los que no conducen el calor? _____________________.
5.- Llene con agua a
la mitad de su capacidad un vaso de precipitado y caliente en la
parrilla
hasta la ebullición.
6.- Cuando esté en
ebullición, agregue un poco de aserrín y elabore un dibujo que
muestre el
movimiento del
aserrín dentro del agua. ¿Qué forma de trasmisión del calor se
lleva a cabo
dentro del vaso de
precipitado?________________________.
7.- Antes de retirar
el vaso de la parrilla, coloque con ayuda de un soporte un reguilete
de papel
aluminio y observe.
¿Qué forma de trasmisión del calor se observa
aquí?______________________________.
8.-Conteste las
siguientes preguntas:
¿ Qué forma de
transmisión del calor se lleva a cabo en la
estrella?______________________.
¿ Los rayos del sol
nos calientan por la forma de transmisión del calor conocida
como?_______________________.
¿ El aire es un
buen o mal conductor del calor?__________________.
.
9.- Un niño
descalzo y en una habitación con suelo de cemento, coloca su pie
izquierdo
directamente sobre
el piso, y su pie derecho sobre un tapete que se encuentra ahí. El
tapete y el
suelo están a la
misma temperatura.¿En cuál de los pies tendrá el niño mayor
sensación de
frío?________________________
¿Por qué? ______________________________________.
MESA No. 6
PRINCIPIO DE
ARQUÍMEDES.
OBJETIVO:
Que el alumno observe en el laboratorio el fenómeno de flotabilidad
y calcule el peso aparente de algunos objetos.
MARCO
TEÓRICO.
El
principio de Arquímedes establece que todo cuerpo total o
parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascendente
o empuje igual al peso de fluido desplazado:
Empuje
= Peso de fluido desplazado
E =
ρ V g
donde
V es el volumen de fluido desplazado, ρ es su densidad y g es
la aceleración de la gravedad.
Al
analizar las fuerzas que intervienen cuando un cuerpo sólido se
suspende de un hilo y se sumerge en un líquido se obtiene que, en
equilibrio, W = T + E
donde
W es la magnitud del peso del sólido (fuerza que ejerce la Tierra
sobre el cuerpo), E es el empuje que el líquido ejerce sobre el
cuerpo y T es la tensión que ejerce el hilo sobre el cuerpo. Las
cantidades anteriores pueden determinarse mediante el procedimiento
que a continuación se describe
MATERIAL:
1.
Dinamómetro de 100 g.
2.
Tres piezas cilíndricas de aluminio. El experimento puede realizarse
con otros materiales. Lo importante es que tengan mayor densidad que
los líquidos que se usarán y que su volumen sea relativamente
sencillo de medir.
3.
Un vernier.
4.
Agua.
5.
Petróleo o alcohol.
6.
Un objeto sólido cualquiera, que pueda ser introducido sin
dificultad en un vaso de precipitados de 200 mililitros.
7.
Hilo.
8.
Un vaso de precipitados de 200 ó 250 ml.
PROCEDIMIENTO
1.
Calibre el dinamómetro para que marque cero cuando no exista ningún
objeto en él.
2.
Amarre un hilo a la primera pieza de aluminio, procurando que éste
no sea demasiado largo. Cuelgue la pieza de la parte inferior del
dinamómetro y mida su peso.
3.
Vierta agua en un vaso de precipitados, procurando que el agua ocupe
alrededor de las tres cuartas partes del vaso.
4.
Sin descolgar el sólido del dinamómetro, sumérjalo totalmente en
el agua. Tenga el cuidado de que la pieza quede completamente
sumergida y que la misma no toque el fondo del vaso ni sus paredes.
Tome nota de la lectura que indica ahora el dinamómetro.
5.
Descuelgue la pieza y con el vernier mida sus dimensiones. Determine
ahora su volumen y analice cuál fue el volumen de líquido
desplazado por la pieza al sumergirla.
6.
Repita los pasos 1 al 6 para la segunda y tercera piezas de aluminio.
7.
Anote los resultados en la tabla I.
8.
Utilizando los valores medidos de los pesos de los distintos objetos
calcule el empuje que actúa sobre cada uno de ellos. Considere que
el empuje está dado por la diferencia entre el peso medido en el
aire y el peso medido en el líquido. Realice sus cálculos tomando
en cuenta la teoría de propagación del error. Anotne los resultados
en la tabla I
9.
Con las dimensiones de las piezas, calcule su volumen y con ello el
volumen de líquido desplazado. Anote los resultado en la tabla I.
10.
Construya la Grafica del empuje vs. volumen de líquido desplazado.
Llámela gráfica 1.
11.
Repita este procedimiento para todas las piezas, pero ahora
utilizando petróleo o etanol, y anote los resultados en la tabla II
y construya las correspondientes gráficas.
TABLA
I
Pieza
|
m
|
m’
|
E
|
V
|
1
|
||||
2
|
||||
3
|
m y
m’ corresponden a la masa de la pieza medida fuera y dentro del
líquido, respectivamente.
TABLA
II
Pieza
|
m
|
m’
|
E
|
V
|
1
|
||||
2
|
||||
3
|
PREGUNTAS
1.
¿Cuáles son las principales fuentes de error al determinar el
empuje mediante la medición de los pesos en el aire y en el líquido?
Sea claro y concreto al señalar dichas fuentes.
2.
¿Cuál fue la diferencia porcentual obtenida al comparar el empuje
con el peso del líquido desplazado? ¿Es posible despreciar esa
diferencia? Explique por qué sí o por qué no.
3. A
partir de estos resultados de las gráficas ¿existe evidencia que
muestre que el empuje ejercido sobre las piezas sólidas depende de
la densidad del líquido en donde fueron sumergidas? y si es así,
exprese la forma matemática de esta dependencia y la argumentación
de la misma.
4.
De la comparación entre el empuje ejercido sobre el objeto sólido y
el peso del líquido desplazado indique si puede establecerse una
relación entre estas cantidades.
