Laboratorio de Fisica II Densidad y Tension Superficial (1)

Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería mecanica Especialidad : MECANICA INFORME DE LABORATORIO Titulo del Laboratorio: DENSIDAD Y TENSION SUPERFICIAL Curso : FISICA II Integrantes de Grupo Profesor : : VASQUEZ ORTEZ Fecha de realización del informe 23/06/2009 Fecha de entrega del informe : 25/06/2009 FUNDAMENTO TEORICO y ρ0 es la densidad de la sustancia. y para gases. como un corcho o un poco de espuma. es decir. el aire o el hidrógeno. un objeto pequeño y pesado. Para los gases. simbolizada habitualmente por la letra griega y denominada en ocasiones masa específica. Donde ρ es la densidad. aunque frecuente y coloquialmente se expresa en g/cm3. Generalmente para sólidos y líquidos se emplea el agua destilada. Para los líquidos y los sólidos. Densidad absoluta La densidad es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Densidad relativa La densidad relativa es también llamada gravedad específica o peso específico. como una piedra o un trozo de plomo. tomada como patrón. m es la masa y V es el volumen del cuerpo. Usos Densidad absoluta La densidad o densidad absoluta expresa la masa por unidad de volumen. ρ es la densidad absoluta. En términos sencillos. En esas condiciones. La densidad es una magnitud intensiva. la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C. 1 kg/L. es más denso que un objeto grande y liviano. Donde ρr es la densidad relativa. . la densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m3.DENSIDAD En física la densidad. es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. y puede utilizarse en términos absolutos o relativos. y es la relación entre la densidad de una sustancia y la de otra. la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3). De aquí que sea necesario consumir cierto trabajo para mover las moléculas hacia la superficie venciendo la resistencia de estas fuerzas. Si lanzamos un trazo de papel al agua este no caerá al fondo sino que al ser su peso muy escaso. Debido a estas fuerzas. Un alfiler puede por la tensión superficial líquida. Se puede comprobar que el peso de la araña es el mismo que el peso de la superficie de agua de estas ondas. por lo que las moléculas de la superficie tienen más energía que las interiores. experimentando pues una fuerza dirigida hacia el líquido. respecto a la tensión superficial flotará.LA TENSIÓN SUPERFICIAL Una molécula en el interior de un líquido está sometida a la acción de fuerzas atractivas (lo que hemos denominado como cohesión) en todas las direcciones. tiende a tomar la forma esférica como veremos a continuación. Estas criaturas se pasean por la superficie del agua como si estuvieran caminando por ella. Otro caso muy peculiar donde se comprueba la aplicación de la tensión superficial es en las arañas de agua que circulan por gran parte de los ríos (yo lo he podido comprobar concretamente en el río Tormes a su paso por Hoyos del Espino). Si se trata de una gota libre. y cuando el alfiler cae al fondo se observa que lo hace con la punta hacia abajo porque perfora esta especia de película donde se ejerce la tensión superficial. Pero si la molécula está situada en la superficie del líquido. cuya resultante es perpendicular a la superficie. a pesar de ser la densidad del acero mucho mayor que la del agua. la superficie tiende a contraerse y ocupar el área más pequeña posible. sufre un conjunto de fuerzas de cohesión. Se define cuantitativamente la tensión superficial como el trabajo que debe realizarse para llevar moléculas en número suficiente desde el interior del líquido hasta la superficie para crear una nueva unidad de superficie. Por tanto la tensión superficial generada con la creación de estas ondas es la que soporta el peso y mantiene a flote a dichos animales. . siendo la resultante de todas ellas nula. Por alguna razón sus pies no son mojados por el agua. flotar sobre la superficie del agua. formando ondas esféricas al andar que mantienen a flote a cada uno de ellos. g = ( mg-E).81 =(38.9.2(8x)] = (m1g +m2g-E1-E2).CÁLCULOS Y RESULTADOS a) Determinar la densidad de cada una de las dos muestras metálicas utilizando los pasos (I) y (II).02786 TECNHOPOR 9.61g Masa del plomo: 38.81EPb). tenemos: Masa del bronce: 20.10-3[10.9.10x 10-3[10x + 10.6(6x) + 20.5(7x)] = (20.9.56 También necesitamos el empuje para relacionar con el peso y así hallar lo que nos piden.6(9x)+20(10x)]. b) Determinar la densidad de un cuerpo de menor densidad que la del agua.0236 BRONCE Procedemos hallar el empuje análogamente como para el Plomo.37.2(4x) + 0.10x Donde: E1 = empuje del bronce m1: masa del bronce E2: empuje del tecnhopor m2: masa del tecnhopor .81. SOLUCIÓN Con las masas halladas al aplicar momentos.Eb).2(2x) + 20.10 -3.81.10 -3 .6(7x) + 10. Calculo del empuje: PLOMO 10-3[ Ma(x) + Mb(2x) + Mc(4x) + Md(9x) + Me(10x) ].61.5(4x) + 10.10x Entonces el empuje del Plomo: EPb = 0.37g Masa del tecnhopor: 2.2(3x) + 0.10-3[10.81.10x Entonces el empuje para el Bronce: Eb = 0. Entonces reemplazando los valores de masa y distancias tenemos: 9. Para ellos unir el cuerpo con cada una de las muestras anteriores cuyo peso y densidad ya son conocidas y repetir el paso (I) y (II). g.g……………….V.0251/0.57g/cm3 EPb: empuje del plomo DPb: Densidad del plomo Vs = V Densidad del Bronce: Eb = 0.g ………….(IV) (IV)/(III) 0.Vs………….g…………………(VI) (VI)/ (V) 0.2022/0.(III) Wb = 0.. El empuje para el tecnhopor : Et = 0.25g/cm3 Eb: empuje del bronce Db: densidad del bronce b) Densidad de un cuerpo de menor densidad que la del agua Densidad del tecnhopor: Et = 0.09g/cm3 .g: gravedad Entonces reemplazando los datos.(II) (II) /I 0.g...0236 = DPb/DH2O ya que Dpb = 8.g..(V) Wt = 0.2022/0.V.2736 = Dt/DH2O Dt = 0.0236 = DH2O.0251 = Dt.2022 = DPb.Vs…………(I) WPb =0.273603 = DH2O..V.0279 = DH2O.273603 a) Densidad del Plomo: Tenemos que: EPb = 0.0279 = Db/ DH2O Db = 7.2022 = Db.Vs…………. CONCLUSIONES  La atracción del objeto se debe a la fuerza de la tensión superficial.  Conocemos la densidad de la ecuación del empuje.Et: empuje del tecnhopor Dt: Densidad del tecnhopor OBSERVACIONES  Al llenar lentamente de liquido el recipiente. esta es atraída. que a su vez esta se determina de la igualdad de fuerzas en el equilibrio.  Notamos que el plomo y bronce se llegan a hundir completamente en líquido más no el tecnopor. y al primer contacto liquido y objeto.  El cobre y el plomo se hunden debido a su mayor densidad mientras que el tecnopor tiene su densidad menor que del agua. .