sábado, 26 de septiembre de 2015

PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA

EL PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA


El peso en el Sistema Internacional se representa con N. Esta es una magnitud derivada y su ecuación de dimensiones es
La masa en el Sistema Internacional se representa con kg. Esta es una magnitud fundamental.





El peso en el Sistema Internacional se representa con m3. Es una magnitud derivada y su ecuiación de dimensiones es





El dinamómetro es un instrumento utilizado para pesar objetos.
Posee una rapidez en la medición bastante buena ya que da el resultado de lo que estemos pesando en cuestión de segundos. Lo que tarda en medir es lo que el muelle tarda en estabilizarse.
La sensibilidad del aparato es buena, al utilizar un muelle puede fallar si añadimos una cantidad muy pequeña de peso, pero por lo demás es muy sensible al incremento o la disminución de peso.
La precisión del dinamómetro es bastante buena ya que mide hasta 0,02 Newton por lo que aún así podemos decir que mide hasta 0,01 Newtons ya que si un peso se queda oscilando entre, por ejemplo, 0´04N y 0´06 N podemos decir que el objeto pesa 0`05 N
La exactitud con la que esta mide los objetos a veces puede no resultar del todo exacta ya que al basarse en un muelle, este puede dar resultados distintos dependiendo de si antes de colocar el peso está más o menos dado de sí.


La báscula es un instrumento que consiste en una plataforma donde se coloca la masa.
La rapidez de esta báscula es un poco mala ya que no da el resultado instantáneamente, primero oscila el resultado hasta quedarse en una cifra concreta.
A pesar de esto, la báscula tiene una gran sensibilidad y a cada pequeña modificación en el objeto, la báscula lo detecta enseguida y lo refleja en el resultado, el cual es bastante preciso ya que mide hasta las décimas de un gramo.
La exactitud de la báscula no es la mejor ya que al poner varias veces el mismo objeto, esta refleja un peso distinto(no muy variado) para cada intento. Esto depende de varios factores como donde pongas en la báscula el objeto o de que forma lo pongas.


El calibre es un instrumento que se utiliza para medir la longitud de los objetos.
La rapidez con la que este objeto mide se basa en nuestra habilidad y experiencia utilizándolo. De todas formas no otorga el resultado de una forma inmediata.
La sensibilidad es buena, ya que se ajusta a la medida exacta del objeto en cuestión.
Nuestro calibre mide 0,02 mm. Una medición muy precisa ya que está por debajo del centíetro.


La exactitud del calibre es excelente ya que al medir objetos sólidos y por tanto no deformables, el resultado es siempre el mismo.



Hemos pesado con un calibre el peso de las dos esferas, y los resultados han sido los siguientes:




Esfera plateada:
Peso=0,67N


Esfera negra:
Peso=0,22N




Vamos a utilizar estos datos para poder calcular la masa de cada una de las esferas, para ello vamos a utilizar la fórmula P=m·g y tomando como gravedad 9,8m/s2


Para calcular la masa vamos a despejarla en la fórmula, por lo tanto el resultado es el siguiente:
M=p/g


Masa esfera plateada:


M=p/g


M=6,7·10-1/9,8m/s2


M=0,0684kg·103g/kg=0,0684g·103=6,84·10g


Masa esfera negra:


M=p/g


M=0,22N/9,8m/s2

M=0,0225kg·
103g/kg=0,0225·103g=22,5g=2,25·10 g


Entre la masa que hemos obtenido de forma experimental y la masa de forma teórica, hay muy poca diferencia. Pero esa diferencia se debe a que ha podido haber errores experimentales.


El volumen de la esfera plateada:

V=\frac{4\pi\cdot{}r^3 }{3}

V=(4·3,14·1,253/3)=8,18 cm^3

El volumen de la esfera negra es igual que el de la esfera plateada

V1=V2


La densidad de la esfera plateada:

d=\frac{m}{v}

d=6,84·10g/8,18 cm^3=8,36g/cm^3


La densidad de la esfera negra:

d=\frac{m}{v}

d=2,25·10 g/8,18 cm^3 =2,75g/cm^3

 Esta densidad se corresponde con la del aluminio.



-          Bola plateada: 68,4 g
Peso en Newtons: 0,675 N
Peso en Newtons sumergida: 0,59 N



-          Bola negra: 22,5 g
Peso en Newtons: 0,22 N
Peso en Newtons sumergida: 0,14 N


Empuje esfera plateada: Empuje=Preal-Paparente
Empuje=0,675 N-0,59 N=0,085 N=8,5·10-2 N

Empuje esfera negra: Empuje=Preal-Paparente
E= 0,22 N – 0,14 N=0,08 N = 8·10-2 N

Estos valores son experimentales, ahora los contrastaremos con las predicciones teóricas.

PREDICCIONES TEÓRICAS:
El principio de Arquímedes dicta que el empuje es equivalente al cuerpo multiplicado por el peso del volumen de fluido desalojado.
De esta operación las magnitudes conocidas de forma experimental son la densidad del agua (1g/cm3), la gravedad de la Tierra (9,8 m/s2) y el volumen (8,18 cm^3)
Al tener ambas esferas el mismo volumen, los cálculos son los mismos para ambos casos.

Empuje= Densidadagua·Gravedad·Volumenbola

E=8,18cm3·1g/m3·9,8 m/s2
E=80cm3·g·m/s2
E=0,08kg·(m/s2)
E=0,08 N
E= 8·10-2N

De esta manera observamos que el resultado obtenido de forma experimental y el resultado que obtenemos de forma teórica es bastante similar.


Gracias a esta entrada hemos entendido mejor el pricipio de Arquímedes. También nos ha llamado la atención el hecho de que Arquímedes formulara una teoría tan compleja hace tanto tiempo.


1 comentario:

  1. Con el fin de hacer que la entrada tenga coherencia por si misma, tal y como se indica en el planteamiento de la tarea, debe tener un desarrollo que permita al lector comprender el contenido sin necesidad de recurrir a texto donde os presentamos la tarea. Esto no se cumple al principio de la tarea donde sin presentación alguna empezáis a hablar de las magnitudes. Esta parte está desordenada y hay confusión entre conceptos tales como peso y volumen.
    Hay excesiva imprecisión en las descripciones de las características de los instrumentos de medida. En casi todos los casos se podían dar datos cuantitativos y no cualitativos ya que estos deben referirse a algo con lo que comparar y no lo aportáis.
    Los cálculos son correctos así como el uso de unidades, redondeos etc.
    Aunque es mejorable la presentación en cuanto a las ecuaciones y cálculos el resultado de la tarea es bueno.

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