Laboratorio de Fisica 4

- Laboratorio de Física 4Dr. Juan Pérez
Práctica N° 1: Densidad
Informe de práctica elaborado por: Adan Javier Ortega Díaz
Departamento de Laboratorios Académicos
Departamento de Laboratorios Académicos – Laboratorio de Física
Facultad Politécnica
Universidad Nacional de Asunción
Índice
1.
OBJETIVOS .................................................................................................................................. 3
2.
MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................ 4
DENSIDAD ABSOLUTA O MASA ESPECÍFICA DE UNA SUSTANCIA ............................................................................ 4
3.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA .................................................................................................... 5
3.1 MATERIALES ....................................................................................................................................... 5
3.2 PROCEDIMIENTO.................................................................................................................................. 5
3.3 ANÁLISIS DE DATOS Y RESULTADOS ......................................................................................................... 7
3.3.1 DENSIDADES .................................................................................................................................... 7
3.3.2 PROMEDIO DE LAS DENSIDADES ........................................................................................................... 8
3.3.3 ERROR RELATIVO PORCENTUAL ............................................................................................................ 9
4.
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................ 11
5.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................. 12
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1. Objetivos


Determinar la densidad de materiales sólidos (madera, oro, aluminio, cobre,
piedra pómez, granito y P.V.C.)
Demostrar que la densidad es una propiedad específica de cada sustancia
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2. Marco teo rico
Todas las materias poseen masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes
que tienen, ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son
pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o de plástico son ligeras.
La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el
nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos
parecerá.
Densidad absoluta o masa específica de una sustancia
Es la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen.
Es una magnitud característica de cada sustancia ya sea sólida o liquida.
Es un valor constante que depende del tipo de sustancia y la temperatura.
μ=
Su unidad de medida en el S.I. es:
𝑚
𝑣
𝑘𝑔⁄
𝑔
𝑚3, es muy utilizada también ⁄𝑐𝑚3
La densidad de un cuerpo no puede tener el mismo valor de la densidad absoluta de la
sustancia que constituye el cuerpo. Los valores serán iguales solamente cuando el
cuerpo es macizo y homogéneo.
Densidad de algunas sustancias
Fuente: Zemansky S., (2009)
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3. Desarrollo de la practica
3.1 Materiales
En esta experiencia estaremos trabajando con el software de SIMULACIONES DE
LABORATORIO VIRTUAL, específicamente con la simulación de densidad.
Para esto debemos ingresar al link
http://labovirtual.blogspot.com/search/label/densidad donde veremos lo siguiente:
Figura 1. Vista de la página inicial de simulación de densidad
Fuente: http://labovirtual.blogspot.com/search/label/densidad
3.2 Procedimiento
Para realizar esta experiencia observaremos atentamente el video que está disponible
en el aula virtual, en el que se detalla cómo utilizar la simulación.
Una vez familiarizados con la simulación procedemos a realizar el estudio de la
densidad de sustancias.
Seleccionamos la opción "Todos los cuerpos tienen la misma masa" (I), ver figura 2.
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Figura 2 Ubicación para seleccionar sustancias de la misma masa
Fuente: http://labovirtual.blogspot.com/search/label/densidad
Para empezar, se elegimos una masa de la tabla 1 para los cilindros ver figura 2 (II), a
continuación, registramos el volumen de cada cilindro de la masa seleccionada (III).
Registrar estos valores en la Tabla1.
A continuación, cambiamos el valor de la masa de los cilindros y realizar el mismo paso
anterior.
Todos los datos se anotan en la tabla 1.
Utilizar la ecuación 𝑚𝑣, para hallar la densidad.
Recordar la relación: 1 𝑐𝑚3 = 1 𝑚𝑙
Tabla 1
Volumen (𝑚𝐿)
𝑔
Densidad ( ⁄𝑚𝐿)
30
42.9
0.6993007
60
85.7
0.7001167
90
128.6
0.6998445
120
171.4
0.7001167
30
1.6
18.75
60
3.1
19.354839
90
4.7
19.148936
120
6.2
19.354839
Masa (𝑔)
Sustancia
Madera
Oro
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Aluminio
Cobre
Piedra pómez
Granito
P.V.C
30
11.1
2.7027027
60
22.2
2.7027027
90
33.3
2.7027027
120
44.4
2.7027027
30
3.3
9.0909091
60
6.7
8.9552239
90
10
9
120
13.4
8.9552239
30
37.5
0.8
60
75
0.8
90
112.5
0.8
120
150
0.8
30
11.3
2.6548673
60
22.6
2.6548673
90
34
2.6470588
120
45.3
2.6490066
30
21.4
1.4018692
60
42.9
1.3986014
90
64.3
1.399689
120
85.7
1.4002334
3.3 Análisis de Datos y Resultados
3.3.1 Densidades
De acuerdo a los valores de la tabla 1, se halla la densidad de cada sustancia con la
𝑚
ecuación: 𝜇 = 𝑣
Densidad de la madera:
30
𝜇 = 42.9 = 0.6993007
60
𝜇 = 85.7 = 0.7001167
90
𝜇 = 128.6 = 0.6998445
120
𝜇 = 171.4 = 0.7001167
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Densidad del Oro:
30
60
𝜇 = 1,6 = 18.75 𝜇 = 3.1 = 19.354839
𝜇=
120
6,2
90
𝜇 = 4.7 = 19.1489362
= 19.3548387
Densidad del Aluminio:
30
𝜇 = 11.1 = 2.7027027
120
60
90
𝜇 = 22.2 = 2.7027027
𝜇 = 33,3 = 2.7027027
𝜇 = 44.4 = 2.7027027
Densidad del Cobre:
30
𝜇 = 3.3 = 9.0909091
𝜇=
120
13.4
60
𝜇 = 6.7 = 8.9552239
90
𝜇 = 10 = 9
= 8.9552239
Densidad Piedra pómez:
30
60
𝜇 = 37.5 = 0.8
𝜇 = 76 = 0.8
Densidad Granito:
30
𝜇 = 11.3 = 2.6548673
120
90
𝜇 = 112.5 = 0.8
60
𝜇 = 22.6 = 2.6548673
120
𝜇 = 150 = 0.8
90
𝜇 = 34 = 2.6470588
𝜇 = 45.3 = 2.6490066
Densidad P.V.C
30
𝜇 = 21.4 = 1.4018692
120
60
𝜇 = 42.9 = 1.3986014
90
𝜇 = 64.3 = 1.3996890
𝜇 = 85.7 = 1.4002334
3.3.2 Promedio de las Densidades
Para cada sustancia se halla el promedio de las densidades obtenidas.
Madera
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
0.6993007 + 0.7001167 + 0.6998445 + 0.7001167
= 0.699844638
4
Oro
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
18.7500000 + 19.3548387 + 19.1489362 + 19.3548387
= 19.1521534
4
Aluminio
2.7027027 + 2.7027027 + 2.7027027 + 2.7027027
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
= 2.702702703
4
Cobre
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
9.0909091 + 8.9552239 + 9 + 8.9552239
= 9.000339213
4
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Piedra pómez
0.8 + 0.8 + 0.8 + 0.8
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
= 0.8
4
Granito
2.6548673 + 2.6548673 + 2.6470588 + 2.6490066
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
= 2.65144999
4
P.V.C
1.4018692 + 1.3986014 + 1.3996890 + 1.4002334
𝑝𝑟𝑜𝑚 =
= 1.400098222
4
3.3.3 Error relativo porcentual
Con los valores de los promedios de cada sustancia se halla el error relativo porcentual
de las mismas, usando valores teóricos encontrados en los textos.
Tabla 2
Sustancia
𝒈
Densidad teórica ⁄𝒎𝑳
Madera
0.47
Oro
19.3
Aluminio
2.7
Cobre
8.9
Piedra pómez
0.65
Granito
2.69
P.V.C
1.42
Error relativo
La ecuación que vamos a utilizar es:
𝑬𝑹 =
|𝒗𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 − 𝒗𝒕𝒆ó𝒓𝒊𝒄𝒐 |
× 𝟏𝟎𝟎
𝒗𝒕𝒆ó𝒓𝒊𝒄𝒐
𝑬𝑹𝒎𝒂𝒅𝒆𝒓𝒂 =
𝑬𝑹𝒐𝒓𝒐 =
|0.699844638 − 0.47|
× 100 = 48.9%
0.47
|19.1521534 − 19.3|
× 100 = 0.766%
19.3
𝑬𝑹𝒂𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒊𝒐 =
𝑬𝑹𝒄𝒐𝒃𝒓𝒆 =
|2.702702703 − 2.7|
× 100 = 0.1%
2.7
|9.000339213 − 8.9|
× 100 = 1.13%
8.9
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𝑬𝑹𝒑𝒊𝒆𝒅𝒓𝒂 𝒑ó𝒎𝒆𝒛 =
𝑬𝑹𝒈𝒓𝒂𝒏𝒊𝒕𝒐 =
𝑬𝑹𝑷.𝑽.𝑪 =
|0.8 − 0.65|
× 100 = 23.07%
0.65
|2.65144999 − 2.69|
× 100 = 1.43%
2.69
|1.400098222 − 1.42|
× 100 = 1.40%
1.42
Los errores teóricos de cada sustancia fueron extraídos de los textos.
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4. Conclusio n
Determiné la densidad de los sólidos (madera, oro, aluminio, cobre, piedra pómez,
granito y P.V.C.) trabajé con el software de SIMULACIONES DE LABORATORIO VIRTUAL,
un simulador de densidad. Para calcular las densidades usé las masas indicadas para
cada sustancia en la tabla, y seguidamente obtuve los volúmenes y finalmente calculé
las densidades. Pude observar que la densidad se mantenía constante con mínimas
variaciones para cada par masa-volumen.
Demostré que las densidades son propiedades específicas de cada sustancia, esto al
permanecer prácticamente invariable los valores experimentales respecto de los
teóricos, las incertidumbres de los resultados variaban menos del 1.5% excepto en la
madera y la piedra pómez. Esto nos demostró que cada especie tiene sus propias
𝑔
características, recordando que el valor teórico dado fue de 0.47 ( ⁄𝑚𝐿) concluyo que
esto provocó tal error. En el caso de la piedra pómez también esta sustancia tiene su
𝑔
densidad entre 0,35 a 0,59 ( ⁄𝑚𝐿) y llegué a la misma conclusión que en el caso de la
madera. Estas incongruencias no significan que la densidad no sea una propiedad
específica de la sustancia, al contrario, tenemos que estar seguros de escoger el valor
teórico adecuado a las características del material para cada caso.
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5. Referencias bibliograficas

Salvador Hurtado Fernández (junio 2020). Laboratorio Virtual. Obtenido de
http://labovirtual.blogspot.com/search/label/densidad.

Sears, F., Zemansky, M., Young, H., & Freedman, R. (2009). Fisica Universitaria
(12 ed., Vol. 2). Ciudad de México: Pearson.
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