π ρ ρ ρ - Universidad de Tarapacá

UNIVERSIDAD DE TARAPACA
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO Nº 1-2 DESARROLLADO
MECANICA CALOR Y FLUIDOS FI - 102
GRAFICOS Y MEDICIONES
I Semestre 2012
Carreras: T. Médica – P. Biología y Ciencias Naturales – Química ingreso común
OBJETIVO:
¾
Obtener la densidad de una esfera mediante la relación existente entre la masa y el
volumen.
MATERIALES:
Vernier; balanza semi- analítica; esferas; reglas; papel milimetrado; serchas.
PROCEDIMIENTO:
1. Tome una esfera de acero, mida su diámetro y su masa.
2. Repita el punto anterior para esferas de distintos diámetros.
3. Tabule sus resultados en la tabla de valores que se encuentra en su guía.
4. Haga un gráfico de la masa en función del diámetro.
5. ¿Qué representa la grafica encontrada por Ud?. Rectifíquela. Como: V =
π
6
d3 ; ρ =
m
V
6. Encuentre la pendiente del gráfico rectificado. ¿Qué representa la pendiente y cuales son sus
unidades?
7. Determine el valor experimental encontrado por Ud. y compárelo con el valor teórico.
⎡ g ⎤
ρ acero = 7,81 ⎢ 3 ⎥
⎣ cm ⎦
m [g ]
d [mm]
d [cm]
[ ]
[ ]
d 3 cm 3
V cm 3
⎡ g ⎤
ρ ⎢ 3⎥
⎣ cm ⎦
8. Tome valores de masa y diámetro para un mismo dato y complete la siguiente tabla.
m [g ]
E absoluto
E relativo
E porcentual
(m ± ∆m)[g ]
(m [g ] ± E relativo )
(m [g ] ± E porcentual
d [mm]
E absoluto
E relativo
E porcentual
(d ± ∆d )[mm]
(d [mm] ± E relativo
(d [mm] ± E porcentual
)
DESARROLLO DEL LABORATORIO:
MATERIALES:
a.- VERNIER.
Es un instrumento de precisión para medir longitudes pequeñas (décimas de milímetros). Puede
realizar 3 tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades.
En este caso la lectura del Vernier es 15,8 [mm]
La lectura del vernier es 37,5 [mm]
b.- BALANZA:
b.1.- Balanza semi analítica: Es un instrumento que mide masa de pequeños cuerpos su precisión
es (centésimas de gramos). 0,01 [g]
b.2.- Balanza granataria: Es un instrumento que mide masa de cuerpos su precisión es ( décimas
de gramos) 0,1 [g]
c.- Esferas: Se utilizaron esferas de distintos diámetros.
d.- Reglas:
3.-Tabule sus resultados en la tabla de valores que se encuentra en su guía.
m (g) 44,45 13,73 8,25 4,05 1,04 0,24 d(mm) 21,9 14,6 12,7 9,7 6,4 4,0 d(cm) 2,19 1,46 1,27 0,97 0,64 0,4 d3(cm3) 10,5 3,11 2,05 0,91 0,26 0,06 V(cm3) 5,50 1,63 1,07 0,48 0,14 0,03 Densidad(g/cm3)
8,08 8,43 7,69 8,48 7,58 7,16 Promedio Desv. St. 7,90 0,52 4.- Gráfico m = f (d)
5.- ¿Qué representa la grafica encontrada por Ud? Rectifíquela.
¾ Es una cúbica
¾ Rectifíquela:
Para rectificar se debe realizar el gráfico m = f (d3)
6.- Encuentre la pendiente del gráfico rectificado. ¿Qué representa la pendiente y cuáles son sus
unidades?
Calculando el valor de la pendiente k:
K=
∆m
⎡ g ⎤
4
,
2
=
⎢ cm 3 ⎥
∆d 3
⎦
⎣
¾ la ecuación de la recta es: m = 4,2 [g/cm3] x d3
¾ Como el volumen de una esfera es:
V =
π
6
d
3
y la densidad es :
ρ=
Usando ambas expresiones se encuentra que:
m=
K=
ρ
ρ
6
6
⋅π ⋅ d 3
Por lo tanto la pendiente K viene representada por:
⋅π
7.- Determine el valor experimental encontrado por Ud. y compárelo con el valor teórico.
⎡ g ⎤
ρ acero = 7,81 ⎢ 3 ⎥
⎣ cm ⎦
⎡ g ⎤
6⋅ 4,2 ⎢ 3 ⎥
6⋅ k
⎣cm ⎦ = 8,02 ⎡ g ⎤
=
ρ=
⎢⎣cm3 ⎥⎦
π
π
Ep =
ρteórico− ρexperimental
×100 %
ρmenor
⎡ g ⎤
(7,81−8,02) ⎢ 3 ⎥
⎣cm ⎦ ×100% = 3 %
Ep =
⎡ g ⎤
7,81 ⎢ 3 ⎥
⎣cm ⎦
m
V
8.- Tome valores de masa y diámetro para un mismo dato y complete la siguiente tabla.
m
E absoluto
E relativo
E porcentual
(m ± ∆m)
(m ± E relativo )
(m ± E porcentual )
44,45[g ]
0,005 [g ]
1 ⋅ 10 −4
1 ⋅ 10 −2 %
(44,45 ± 0,005)[g ]
(44,45[g ] ± 1 ⋅ 10 −4 )
( 44,45[g ] ± 1 ⋅ 10 −2 % )
d
E absoluto
E relativo
E porcentual
(d ± ∆d )
(d ± E relativo )
(d ± E porcentual )
21,9 [mm]
0,05 [mm]
2 ⋅ 10
−3
2 ⋅ 10
−1
(21,9 ± 0,05)[mm]
(21,9[mm] ± 2 ⋅ 10 )
−3
( 21,9[mm] ± 2 ⋅ 10 −1%
)