informe laboratorio física 2 unap

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

PRACTICA DE LABORATORIO Nro. 2

TEMA: PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES ESTUDIANTE: CONDORI YANA PERCY ELVIS

DOCENTE: CODIGO: 161486

Laboratorio de física ii

principio de arquimedes

PUNO -2017 I. OBJETIVOS:  

Comprobar experimentalmente el principio de Arquímedes. Determinación de la densidad del líquido (agua) de manera experimental.

II. FUNDAMENTO TEORICO: El principio de Arquímedes establece que el empuje que experimenta un objeto completa o parcialmente sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el objeto.

𝐸 = 𝑚𝑓 𝑔 = 𝜌𝑓 𝑉𝑔 Dónde: 𝜌𝑓; Es la densidad del fluido. 𝑉; Es el volumen sumergido del objeto. 𝑔; Es aceleración de la gravedad.

El volumen sumergido es igual al área de la sección A, multiplicado por la altura sumergida, h. El empuje boyante puede escribirse como:

𝐸 = 𝜌𝑓 (𝐴. ℎ𝑠 )𝑔

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principio de arquimedes

Si el objeto se va sumergiendo en el fluido mientras se está midiendo el empuje, la pendiente de E frente a h es proporcional a la densidad del fluido.

III. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LABORATORIO:            

Software Data Studio instalado Interface Sáciense Workshop 750 Sensor de fuerza Recipiente de 1000mL Regla graduada Base y soporte Soporte Abrazadera, ángulo derecho Agua 800mL Vernier Cilindro metálico con enganche Hilo

IV. PROCEDIMIENTO: Utilice el sensor de fuerza para medir la fuerza ejercida sobre un objeto mientras se sumerge en agua. Utilice “Teclado de muestreo” para introducir los valores de la profundidad. Utilice DataStudio o el Science Workshop para dibujar la curva de fuerza frente a profundidad y obtener la densidad del fluido.

1. Conecte el interfaz al ordenador. Conecte la clavija DIN del sensor de fuerza en el canal analógico A del interfaz, encienda el interfaz y el ordenador. 2. Active el programa Data Studio, crear experimento, haga clic sobre el ícono añadir sensor y elija sensor de fuerza. 3. En la ventana lista de pantallas seleccione el ícono gráfico y medidor digital. 4. Instale el equipo según la figura (1).

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V. DATOS EXPERIMENTALES 1. Empleando el vernier, mida el diámetro del cilindro metálico de la figura (2).A partir del diámetro, calcule el radio y el área de la base. Anote el área en la tabla (2). Recuerde:

Tabla 01 Peso del cilindro (N) Diámetro (m) Altura (m) Radio (m) Área de la base (𝒎𝟐 )

Valor 0.97N 0.3745 0.0710 0.0187 1.098𝑥10−3

2. Con el cilindro suspendido del enganche del sensor de fuerza, presione el botón TARE para poner el sensor a cero. 3. Registro los datos de fuerza frente a profundidad mientras sumerge el cilindro. 

Sumerja el cilindro 4 milímetros (4 mm = 0.004m) elevando el recipiente con agua 4mm con el dispositivo elevador. Utilice la regla para controlar cuantos eleva el dispositivo elevador.

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Simultáneamente en el DataStudio haga clic en INICIO, luego de aprox.10s espere a que se estabilice el valor de la fuerza, a continuación haga clic en DETENER, para registrar el valor de fuerza a esa profundidad. Complete la tabla (2)

Nro.

Tensión (T) agua aceite 0.27 0.26 0.39 0.32 0.44 0.37 0.49 0.42 0.55 0.34 0.60 0.38 0.66 0.43 0.71 0.48 0.76 0.52 0.81 0.57

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tabla 02 Profundidad (h) agua Aceite 0.0710 0.0710 0.0673 0.0673 0.0636 0.0636 0.0599 0.0599 0.0562 0.0562 0.0525 0.0525 0.0480 0.0480 0.045 0.045 0.0414 0.0414 0.0377 0.0377

Empuje (E) agua Aceite 0.70 0.71 0.58 0.65 0.53 0.60 0.48 0.55 0.42 0.63 0.37 0.59 0.31 0.54 0.26 0.49 0.21 0.45 0.16 0.40

VI. CUESTIONARIO PARA EL AGUA

1. Realizar una gráfica de los datos experimentales de h vs E y realice un análisis de interpretación física de la gráfica.

agua 0.8 0.7

altura

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.01

0.02

0.03

0.04

empuje

0.05

0.06

0.07

0.08

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2. Determine la pendiente de la curva de profundidad frente a fuerza de empuje h vs E mediante el método de los mínimos cuadrados para el agua

agua 0.08

0.0673 0.0636 0.0599 0.0562 0.0525 0.048 0.045 0.0414 0.0377

0.06

altura

0.071

y = 0.0649x + 0.0282

0.07

0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

empuje

3. Calcule la densidad del agua igualando la pendiente con 𝜌𝑓 Ag y despejando por 𝜌𝑓 . - y = 0.649x + 0.282 pendiente de la recta x=1 0.931 4. Compare el valor obtenido con el valor comúnmente aceptado de la densidad del agua. ¿Cuál es la diferencia porcentual? - el valor nominal conocido del agua es de 1g/cm3 1 = 1.07 0.931 Por lo tanto hay un erro de 0.7x100= 7% 5. Determine el error absoluto, relativo y porcentual de valor obtenido

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DENSIDAD DEL ACEITE

6. Realizar una gráfica de los datos experimentales de h vs E y realice un análisis de interpretación física de la gráfica.

aceite 0.08 0.07 0.06

altura

0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

empuje

7. Determine la pendiente de la curva de fuerza de empuje frente a profundidad h vs E mediante el método de los mínimos cuadrados ara el aceite

Chart Title 0.08 0.07

y = 0.0699x + 0.0266

0.06 0.045 0.0414 0.0377

0.05 0.04

0.048

0.0562 0.0525

0.0673 0.0636 0.0599

0.03 0.02 0.01 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

8. Calcule la densidad del aceite igualando la pendiente con 𝜌𝑓 Ag y despejando por 𝜌𝑓 . y = 0.699x + 0.266 Si x= 0.87 0.874

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9. Compare el valor obtenido con el valor comúnmente aceptado de la densidad del aceite. ¿Cuál es el porcentaje de diferencia? 0.870 = 0.995 0.874 Por lo tanto el error es de = 0.05% 10. Determine el error absoluto, relativo y porcentual del valor obtenido. 11. Si al experimento hecho se le da una velocidad uniforme de 10 K/h a la mesa de trabajo, ¿Qué pasa con la fuerza de empuje?, ¿varia sí o no?, si varia determine dicha fuerza de empuje. 12. Con los datos tomados para el agua y el aceite, determine la densidad de ambos líquidos, si el experimento se hubiera realizado en la luna.