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• Sandy Javier Sandoval Martinez

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)

DEPARTAMENTO DE FISICA

REPORTE DE LAB. DE FÍSICA II Grupo MAT-501-012

Práctica No. 6 Presentado por: Sandy Sandoval Estarlin Nicolás Randy Rivas Juan José

2-08-0964 2-08-0910 2-08-1077

Profesor: RAFAEL TAVAREZ

Santiago de los Caballeros Rep. Dom. 26 de Julio, 2010

DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO DE UN CUERPO

Objetivos:

a) Determinar la densidad y peso específico de un cuerpo de manera experimental. b) Determinar la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. c) Determinar la relación entre densidad y peso específico.

Materiales -

Balanza

-

Pie de rey

-

Esferas

-

Paralelepípedos de madera y metal

-

Tapón de goma

-

Piedra

-

Agua

-

Cilindro

Informe Teórico Se dice, a veces, que el hierro es “más pesado” que la madera. Esto no puede ser realmente cierto ya que un tronco grande de madera claramente pesa más que una aguja de hierro. Lo que deberíamos decir es que el hierro es mas denso que la madera. La densidad ρ, de un objeto se define como masa por volumen unitario: ρ=m/v, donde m es la masa del objeto y v es el volumen. La densidad es una propiedad característica de cualquier sustancia pura. Los objetos hechos de una sustancia pura dada, tal como el oro puro, pueden tener cualquier tamaño o masa, pero la densidad será la misma para cada uno. El peso específico, ρᵨ de una sustancia es el peso de la unidad de volumen de dicha sustancia. En los líquidos. ρᵨ, puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de presión. ρᵨ = w/v, donde w es el peso del cuerpo y v su volumen.

Procedimiento

a) Obtenga la masa de cada uno de los siguientes objetos: paralelepípedo de madera y de metal, cilindro metálico, piedra. Mida las dimensiones de cada uno de los cuerpos regulares. Usando el vaso o beaker obtenga el volumen de la piedra, en ml o cc.

Anote los resultados en la siguiente tabla.

Objeto

Masa(kg) Peso(N) Volumen(m³) Densidad(kg/m³)

cilindro

0.31016kg

3.04N

Peso específico(N/m³)

3.89x10^5m³

7.973x10^7kg/m³

7.814x10^-6N/m³

Paralelepípedo de madera

0.0125kg 0.1225N

7x10^-6m³

1.785x10^6kg/m³

1.75x10^-8N/m³

paralelepípedo de metal

0.169kg

1.66N

7x10^-6m³

2.414x10^6kg/m³

2.4x10^-7N/m³

esfera

0.1735kg

1.700N

8.38m³

0.02kg/m³

1.700N/8.38N/m³

piedra

0.453kg

4.439N

0.00016m³

2,831kg/m³

27,743N/m³

PARTE A 1) Obtenga el volumen en m³ de cada cuerpo. 2) Determine la densidad de cada objeto a partir de su masa y volumen. 3) Calcule el peso específico de cada cuerpo, a partir de su peso y su volumen. 4) De que material esta construido cada uno de los siguientes objetos: paralelepípedo metálico, cilindro metálico? 5) Cuales objetos no flotaran en el agua? ¿Por qué? 6) ¿Flotará en el agua el paralelepípedo de madera? Justifique 7) Flotará en mercurio el paralelepípedo y el cilindro metálico? ¿Por qué? Respuestas parte A

1,2,3 Las respuestas de dichas preguntas están contenidas en los procesos mas abajo indicados.

4-Dichos cuerpos están construidos de hierro.

5- Los objetos que no flotaran en el agua son: las piedras, el cilindro metálico, la esfera y el paralelepípedo de metal. No flotaran ya que sus densidades son mayores a la densidad del agua. 6-Si. El paralelepípedo de madera flotara en el agua y esto se debe a que la densidad del agua es mayor a la densidad de dicho cuerpo, y para tener una idea, explicamos que la densidad del agua es de 1,000kg/m³ mientras que la del paralelepípedo de madera es de 1.785x10^-6kg/m³. 7-Sí. Ambos flotaran ya que la densidad del mercurio es aun mayor que la del cilindro metálico. La densidad del mercurio es de 13,580kg/m³.

Cilindro masa=0.31016kg diametro=0.0314m altura=0.0502m Peso=mxg = (0.31016kg)(9.8m/s²) = p=3.04Newton volumen= πD²h/4 = (3.1416)(0.0314m)²(0.0502m)/4 =

v=3.89x10^-5m³

Densidad= m/v = 0.31016kg/3.89x10^-5m³ = D=7.973x10^-7kg/m³ ρe = w/v = 3.04N/3.89x10^-5m³ = ρe= 7.814x10^-6N/m³

Piedra. Masa=0.453kg Peso = 4.439N Volumen de la piedra=vf-vi = 460cm³-300cm³= 160m³ Llevando de cm³ a m³ tenemos que 160m³ v= 0.00016m³ Densidad=m/v = 0.453kg/0.00016m³ = D=2,831kg/m³ ρe = w/v = 4.439N/0.00016m³ = ρe = 27,743N/m³

Paralelepípedo de madera.

Masa=0.0125kg Ancho=0.01m Largo=0.01m Altura=0.07m V=axLxh = (0.01m)(0.01m)(0.07m)

v= 7x10^-6m³

Peso=mxg = (0.0125kg)(9.8m/s²) = p=0.1225N Densidad= m/v = 0.0125kg/7x10^-6m³= D=1.785x10^-6kg/m³ ρe = w/v = 0.1225N/7X10^-6m³ = ρe=1.75x10^-8N/m³

Paralelepípedo de metal. Masa=0.169kg Ancho=0.01m Largo=0.07m Altura=0.01m V=axLxh = (0.01m)(0.07m)(0.01m)

v= 7x10^-6m³

Peso=mxg = (0.169kg)(9.8m/s²) = p=1.66N Densidad= m/v = 0.169kg/7x10^-6m³= D=2.414x10^-6kg/m³ ρe = w/v = 1.66N/7X10^-6m³ =pe 2.4x10^-7N/m³

Esfera. Masa=0.1735kg P=mxg = (0.1735kg)(9.8m/s²) = P=1.700N Radio= 1.26m Volumen= 4πr³/3 = 4(3.1416)(1.26m)³/3 = v=8.38m³ Densidad= m/v = 0.1735kg/8.38m³ = D=0.02kg/m³ ρe = w/v = ρe= 1.700N/8.38N/m³

Utilizando la balanza y el pie de rey, mida la masa y el diámetro de un conjunto de esferas. Anote sus resultados en la tabla y proceda a llenar las demás columnas Masa (Kg)

Diámetro (m)

Peso (n)

Volumen (m3)

Densidad Kg/m3)

Peso especifico (n/m3)

0.174

0.0375

1.74

2.96 x 10-5

6.302

6.30x104

0.067

0.0253

0.67

8.48x10-6

7.901

7.90x104

0.025

0.018

0.25

3.05x10-6

8.197

8.19x104

0.016

0.0158

0.16

2.06x10-6

2.767

8.00x104

Parte B En base a los datos registrados en la tabla B. 1- Grafique masa en función de volumen. ¿Qué se obtiene? 2- ¿Qué relación existe entre la masa y el volumen del cuerpo? 3- ¿Cuál es la constante de proporcionalidad entre masa y volumen? Obtenga este valor de la pendiente del grafico masa – volumen. ¿Qué nombre recibe esta constante? 4- Compare el valor obtenido en 3 con el obtenido con el promedio de la columna de densidad de la tabla B. 5- ¿De que material esta construida la esfera metálica? Justifique su respuesta. 6- Construir la grafica del peso en función del volumen? Que se obtiene. 7- ¿Qué relación de proporcionalidad existe entre el peso y el volumen de un cuerpo? 8- ¿Cuál es la constante de proporcionalidad entre peso y volumen? Obtenga este valor de la pendiente del grafico peso –volumen. 9- Compare el valor obtenido en 8 con el obtenido como promedio en la columna de peso especifico, de la tabla B. ¿Qué concluye? 10- Exprese el peso específico promedio de las esferas en lb/kgf/m3. ¿Qué es un Kgf?. Respuestas 1. 1- En la grafica de la relació masa-volumen se obtiene una grafica en la que podemos identificar una linea recta.

2. La relación que existe es que la masa es directamente proporcional al volumen, a mayor masa, mayor volumen 3. La constante de proporcionalidad es de aproximadamente de 9.0 4. El promedio de la columna de la densidad equivale a 6.25 kg/m3, y comparándolo con la pendiente que fue de 9.0 tiene un gran margen de error. 5. Esta construida de hierro ya que contenía un color óxidoso y su masa equivale aun gran peso. 6.

En la grafica de la relació peso-volumen se obtiene una grafica en la que podemos identificar una linea recta.

7. Existe una relacion de proporcionalidad directa. 8.

La constante de proporcionalidad entre peso-volumen es 0.09

9. Dedusco que los valores son casi iguales pero tienen un margen de error mayor. 10. El peso especifico promedio es 7.5975x10^4N/m³, entonces llevandolo a lb/m³ y kgf/m³ se hace de la siguiente manera. 7.5975x10^4N/m³ para llevarlo a libra sobre metros cubicos solo tome en consideracion que 1kg son 2.2046 libras entonces multiplique dicho valor por 7.5975x10^4 y asi el metro cubico queda igual y tenemos que esto da

16.749lb/m³ en kgf es 74.455kgf/m³ Un kilogramo fuerza es el peso de una masa de un kilogramo (masa inercial) en la gravedad terrestre, g = 9.8 m/s^2 1 kg-fuerza = 1 kg 9.8 m/s^2 = 9.8 N (Newtons)

CONCLUSIÓN

Luego de analizar y estudiar los datos obtenidos en nuestra práctica podemos afirmar lo siguiente:

•

Casi siempre el método del resorte la medición directa es el menos complejo.

•

Mientras mayor es el área de los objetos mayor será su volumen. Un ejemplo es que el paralelepípedo al ser más grande que el cilindro tiene un volumen mayor.

•

Las medidas indirectas, por lo general involucran al mismo tiempo las medidas directas.

•

Estos conocimientos que obtuvimos están sustanciados en los resultados fruto de nuestra practicas sobre mediación directa y medición indirecta.

BIBLIOGRAFÍA • • •

Manuel de Lab. De Fisica II Libro de texto de Seway www.wilkipedia.com/fisica”4av%43anzada/15185/ljfkseab