MEDICIÓN DE DENSIDADESY APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE ERRORES

LABORATORIO DE FÍSICA I

DINORA MONTOYAMARLON GRIFFIN

2114115320911067

INSTRUCTOR CÉSAR CABALLERO

SAN PEDRO SULA, 31/01/2013

I. OBJETIVOS

1. Calcular densidades de distintos materiales utilizando cuerpos con simetrías geométricas sencillas.

2. Aplicar la teoría de errores experimentales a las mediciones necesarias para la obtención del objetivo anterior.

II. PRECAUCIONES EXPERIMENTALES

Se tomó en cuenta la precisión (error instrumental) para la toma de datos y cálculos. Al encontrar el promedio aceptado del valor de cada objeto se encortaba la desviación de cada uno para así poder encontrar el error experimental de cada uno, también se tomo en cuanta el error instrumental de pie de rey 0.05mm y dela balanza 0.1g así como el de los Beakers 1 ml, sumándoles a los errores que hicimos al momento de tomar las mediciones.

III. RESUMEN INTRODUCTORIO

Se tomaron las medidas de un cilindro metálico y un ortoedro por medio de: el pie de rey, la balanza y el proceso de inmersión en agua con el fin de encontrar la densidad de dicho objetos.

La medición de las dimensiones de los objetos solidos es por medio del pie tomando 4 medidas para encontrar sus dimensiones más precisas a dichos objetos luego por.

La segunda forma por la cual sacamos el volumen fue por medio de la inmersión de dichos objetos en agua dándoles a el beaker una cantidad de agua inicial y lo que subía se le restaba a este volumen inicial encontrando así dicho volumen.

La masa se encuentra por la balanza siguiendo el mismo procedimiento del primero tomando cuatro mediciones para cada objeto y sacando el promedio valido.

Finalmente ya teniendo el volumen y la masa de cada objeto podemos encontrar la densidad con cada formula.

IV. REPORTE DE DATOS

1. Medición de volumen mediante dimensiones.

A. Errores instrumentales de pie de rey y balanza.

Errores InstrumentalesPie de Rey 0.05 mmBalanza 0.1 g

B. Necesita tablas de datos, desviaciones, etc. para:

1. Largo y radio para el cilindro; largo, ancho y espesor para la pieza de acrílico.

Cilindro OrtoedroMedición Altura Diámetro Altura Ancho Largo

1 50.65 19.20 50.75 11.10 50.702 50.70 19.20 50.80 11.10 50.703 50.70 19.15 50.75 11.10 50.704 50.70 19.15 50.75 11.10 50.65

Prom. Medicione

s50.70 19.20 50.80 11.10 50.70

Prom. Desviación

0 0.05 0.05 0 0

Valor Med. Aceptado

50.70±0.05 19.20±0.10 50.80±0.10 11.10±0.05 50.70±0.05

2. Masa de cada objeto (cilindro, acrílico).

MasaMedición Cilindro Ortoedro

1 39.7 34.02 39.6 34.03 39.6 34.04 39.6 34.0

Prom. Mediciones

39.6 34.0

Prom. Desviación

0 0

Valor Med. Aceptado

39.6±0 34.0±0.1

2. Medición de volumen mediante inmersión en agua.

Cilindro = 15ml

Ortoedro=25 ml

A. Errores instrumentales de ´beaker´ y probeta.

Errores InstrumentalesBeaker 25 mlProbeta 1 ml

B. Tablas para volúmenes obtenidos por este método para cada objeto.

VolumenCilindro Ortoedro

V. Inicial 40 150V. Final 55 175V. Total 15 25

V. CALCULOS

1. Volúmenes obtenidos mediantes dimensiones

V cilindro :π ∙ r2h

r=19.20±0.102

=9.60±0.05

h=50.70±0.01

V c=π (0.96±0.05 )2∗¿

(5.07±0.05)

V c=14.70±0.10

V ortoedro :l ∙w ∙h

l=50.70±0.05

w=11.10±0

h=50.80±0.10

V ortoedro=(5.07±0.05 )

(1.11±0)(5.08±0.10)

V o=28.60±0.15

2. Volúmenes obtenidos mediante inmersión en agua

V=V f−V i

Cilindro

V f=55ml

V i=40ml

V=55−40=15±1ml

Ortoedro

V f=175ml

V i=150ml

V=175−150=25±1ml

3. Densidades

D=mv

Cilindro

Dc 1=39.6±0

14.70±0.10=2.70±0.10

Dc 2=39.6±015±1

=2.64±1.15

Ortoedro

D= 34.0±0.128.60±0.15

=1.20±0.25

D=34.0±0.125±1

=1.36±1.1

VI. RESULTADO1.

Ortoedro CilindroDimensiones 1.20±0.25 2.70±0.10

Inmersión 1.36±1.1 2.64±1.15

Por medio de las dimensiones es mas preciso ya que al momento de sacra el volumen por medio de la inmersión tomamos un valor mas aproximado al que mirábamos que lo hacíamos al tomar medidas con el pie de rey.

2.

Dado 1.18ml 2.17ml

Según la tabla de densidades dada la densidad del acrílico es de 1.18 ml y se aproxima más al resultado que da por dimensiones 1.20±0.25. El metal de lo que está hecho el cilindro da como resultado 2.70 ml y buscando en la tabla de densidad de metales al parecer este metal es aluminio y otra vez se aproxima más a este valor ¿) por medio de las dimensiones. Sacando el volumen por medio de las dimensiones de cada objeto hace más exacto el resultado.

VII. CUESTIONARIO

1. Si el error instrumental del ‘beaker’ o de la probeta fuera suficientemente pequeño (comparable al del pie de rey), ¿qué resultado de volumen debería ser más exacto: el obtenido mediante dimensiones o el obtenido por inmersión en agua? Explique los motivos de su respuesta (habrá de analizar las dificultades en la medición que puede presentar cada aparato de medida).

R: mediante el método de sumergir en agua ya que al ser el margen de error más pequeño se acerca más a las proporciones reales del objeto.

2. Con sus palabras intente describir un sistema de medición de dimensiones en que el aparato correspondiente no toque el objeto a medir y que además favorezca la lectura visual de longitudes.

R: Algo como un escáner que mida las proporciones mediante ondas creando una imagen en tamaño real en su software.

3. ¿Cómo mediría el espesor de una hoja de papel ‘bond’?

R: mediante a un micrómetro o tomando una gran cantidad de hojas sacar su altura y dividir ese resultado por la cantidad de hojas.

4. ¿Serviría el sistema de inmersión en agua para medir las densidades de diversas maderas? Explique.

R: Si pero primero hay que sellar la madera y luego sumergirla en una probeta irregular llenar la probeta de agua y restarle el volumen final para encontrar el volumen de a madera. Conociendo la masa se puede sacra la densidad.

5. ¿Cómo podría detectar a través de la medición de su densidad que un cierto material no es puro?

R: Si se conoce la densidad de ese material solo hay que sacar la densidad de dicho objeto y compararlo con el valor que ya conocemos para asegurarnos que sea puro y constituida por otros compuestos diferentes.

6. (EXTRA) Seguramente la balanza que utilizó no le era familiar. Quizá esperaba la típica balanza de doble plato, en que simplemente la masa de cierto cuerpo depositado sobre uno de los platos se obtiene colocando en el otro plato la cantidad adecuada de pesas que equilibre la masa desconocida. Investigue cómo se establece el equilibrio en esta balanza mono plato y explíquelo ¿Qué mejora supone la de un plato respecto de una similar de dos? (Lea sobre momentos de torsión y equilibrio bajo rotación).

R: Las balanza monoplato utilizan la acción de la gravedad para determinación de la masa. Consiste en un solo plato que está en equilibrio con el máximo de peso que puede llegar a pesar. Al colocar una muestra en el plato, la balanza se desequilibra y debe ser equilibrada sacando pesas. La suma de estas pesas que se sacan representan el peso de la muestra. En la balanza de dos platos se deben tomar mucha precauciones como  exactitud y sensibilidad debe colocarse sobre un soporte bien fijo, protegido de vibraciones mecánicas. Se debe evitar la luz directa del Sol sobre la balanza, porque produce irregularidades y errores en las pesas, la cruz debe estar sujeta durante las operaciones de poner o quitar pesas o sustancias, etc.