Fisica2 Clase3
- 1. Hidrostatica (principio de arquimides) 1.- Determinacion de densidades Determinación de densidades de sólidos a Temperatura: 𝟏𝟓 𝟎 𝑪 Masa del solido (𝒎 𝒔) : 100.9g 𝒎 𝒔 = 𝝆 𝒔 𝑽𝒔 Masa de agua destilada (𝒎 𝟏): 1207.0g Masa de agua destilada + Empuje (𝒎 𝟐): 1280.0g 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 ∶ 𝒎 𝑬 = E/g 𝒎 𝑬 = 𝒎 𝟐 − 𝒎 𝟏 Empuje (E): 𝒎 𝑬 𝒈 Volumen del solido: (𝑽 𝒔) Volumen de agua desalojada (𝑽 𝒂) = 𝑽𝒔 Masa del agua desalojada 𝒎 𝑬 = 𝝆 𝒂 𝑽𝒔 Dividiendo las ecuaciones se puede calcular la densidad del solido: 𝒎 𝒔 = 𝝆 𝒔 𝑽𝒔 𝒎 𝑬 = 𝝆 𝒂 𝑽𝒔 Densidad del solido : 𝝆 𝒔 = 𝒎 𝒔 𝒎 𝑬 𝝆 𝒂 Densidad del agua destilada : 𝝆 𝒂 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟎 ± 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏 𝒈/𝒄𝒎 𝟑 Respuesta : 𝝆 𝒔 = 𝟏. 𝟑𝟕𝟖𝟎 ± 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏 𝒈/𝒄𝒎 𝟑
- 2. Determinación de la densidad de un liquido etanol Masa del etanol 𝒎 𝟑 = 𝟏𝟎𝟓𝟕. 𝟏𝒈 Masa de etanol mas solido 𝒎 𝟒 = 𝟏𝟏𝟏𝟓. 𝟓𝒈 = 𝒎 𝟑 𝒈 + 𝑬′ Masa del etanol desalojado 𝒎 𝑬′ = 𝒎 𝟒 − 𝒎 𝟑 = 𝟓𝟖. 𝟒𝒈 Volumen del etanol desalojado 𝑽 𝒆 = 𝑽 𝒔 Masa del etanol desalojado 𝒎 𝑬′ = 𝝆 𝒆 𝑽𝒔 Dividiendo las dos ecuaciones se puede obtener la densidad del liquido (etanol): 𝒎 𝑬′ = 𝝆 𝒆 𝑽𝒔 𝒎 𝑬 = 𝝆 𝒂 𝑽𝒔 𝒎 𝑬′ 𝒎 𝑬 = 𝝆 𝒆 𝑽 𝒔 𝝆 𝒂 𝑽 𝒔 = 𝝆 𝒆 𝝆 𝒂 Densidad del liquido etanol: 𝝆 𝒆 = 𝒎 𝑬′ 𝒎 𝑬 𝝆 𝒂 Utilizando esta ecuación se puede determinar la densidad del etanolteniendo en cuenta que la temperatura a la que se hicieron las medidas (𝟐𝟓 𝟎 𝑪) Densidad del agua destilada : 𝝆 𝒂 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟎 ± 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏 𝒈/𝒄𝒎 𝟑 Respuesta : 𝝆 𝒆 = 𝟎. 𝟕𝟗𝟕𝟔 ± 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏 𝒈/𝒄𝒎 𝟑 𝑬 𝒂𝒃𝒔 = 0.0064 a 0.0094 g/𝒄𝒎 𝟑
- 3. 2.- COPA DE ARQUIMEDES: Cuando se le echa el agua sin superar el nivel no se sale; porque en nuestro entorno tenemos la presión atmosférica, entonces adentro del sorbete hay aire por lo tanto ejerce presión (en el lado opuesto) teniendo un equilibrio al aumentar el nivel del agua aumenta la presión hidroestática (presión que ejerce el agua en la superficie) entonces poco a poco se llena de agua en el sorbete hasta que el agua ocupe todo el espacio del sorbete (cuando se llega al nivel) y de ahi podriamos decir que ya son dos presiones que se ponen en acción la hidroestática y la atmosférica y por último la que se encarga de expulsar todo el agua en el vaso es la presión atmosférica.
- 4. 3.- Presión Hidrostática en Líquidos Pesoespecifico=0.79 g/cm3 Pendientede larecta= 0.786 hPa/cm
- 5. 4.- Medida de la presión atmosférica Datos: Volumen del recipiente V=2 litro Longitud del tubo l=40 cm Diámetro del tubo d=3.0 cm Longitud de la parte del tubo sumergida h=29.0 cm Altura del agua que ha penetrado en el tubo x=6.9 cm Tubo cerradopor uno de los extremos. 𝑷 𝒂 = 𝝆𝒈 (𝒉 − 𝒙)(𝒍− 𝒙) 𝒙 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 ∗ 𝟗. 𝟖 (𝟎. 𝟐𝟗 − 𝟎. 𝟎𝟏𝟏)(𝟎.𝟒 − 𝟎. 𝟎𝟏𝟏) 𝟎. 𝟎𝟏𝟏 = 𝟗𝟔𝟔𝟗𝟏𝑷𝒂 Tubo a un recipiente cerrado. La longitud eficaz L del tubo es: 𝑳 = 𝒍 + 𝑽 𝝅𝒓 𝟐 = 𝟎. 𝟒 + 𝟎. 𝟎𝟎𝟐 𝝅 ∗ 𝟎. 𝟎𝟏𝟓 𝟐 = 𝟑. 𝟐𝟐 𝒎
- 6. El valor medido de la presión atmosférica es: 𝑷 𝒂 = 𝝆𝒈 (𝒉 − 𝒙)(𝑳 − 𝒙) 𝒙 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 ∗ 𝟗. 𝟖 (𝟎. 𝟐𝟗 − 𝟎. 𝟎𝟔𝟗)(𝟑. 𝟐𝟐 − 𝟎. 𝟎𝟔𝟗) 𝟎. 𝟎𝟔𝟗 = 𝟗𝟖𝟗𝟎𝟒𝑷𝒂 Con el programa la respuesta es: 99301Pa la cual se acerca a nuestro resultado calculado 5.- Medida de la densidad de un líquido peso= empuje - densidad del cuerpo sólido 𝝆 𝒔 - sección S - altura h - densidad del fluido 𝝆 𝒇 - parte del sólido que está sumergido en el líquido x 𝝆 𝒔 𝐠𝐒𝐡 = 𝝆 𝒇 𝐠𝐒𝐱 𝝆 𝒔 𝐡 = 𝝆 𝒇 𝐱 Datos: La densidad del sólido se ha fijado en 𝝆 𝒔 = 0.5 g/c𝑚3 La altura del cuerpo sólido de forma cilíndrica se ha fijado en h=25 cm
- 7. liquido de densidad desconocida (Aceite): 0.5*25=𝝆 𝒇 𝟏𝟒 → 𝝆 𝒇 = 𝟎. 𝟖𝟗𝟐g/c𝑚3 , con el applet el resultado es : 𝟎. 𝟗g/c𝑚3 liquido de densidad desconocida (Acohol): 0.5*25=𝝆 𝒇 𝟏𝟔 → 𝝆 𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟓𝟓g/c𝑚3 , con el applet el resultado es : 𝟎. 𝟕𝟗g/c𝑚3 liquido de densidad desconocida (Glicerina): 0.5*25=𝝆 𝒇 𝟏𝟎 → 𝝆 𝒇 = 𝟓. 𝟓𝟖𝟎g/c𝑚3 , con el applet el resultado es : 𝟏. 𝟐𝟔g/c𝑚3 6.- Medida de la densidad de un sólido Datos: -La densidad del líquido (agua) se ha fijado en 𝝆 𝒇=1.0 g/𝑐𝑚3 -La altura del cuerpo sólido de forma cilíndrica se ha fijado en h=1.0 cm
- 8. Calculo para la densidad del hierro: 1ro El líquido ejerce una fuerza E=𝝆 𝒇·g·V sobre el cuerpo cilíndrico, por la tercera ley de Newton, el cuerpo ejerce una fuerza igual y de sentido contrario sobre el líquido La balanza electrónica mide la fuerza F1=𝝆 𝒇·g·V 2do Cuando el cuerpo descansa en el fondo. La balanza electrónica mide el peso del cuerpo F2=mg=ρV·g De 1 y 2 La densidad del hierro ρ es el cociente F2/F1, si el líquido es agua 𝝆 𝒇=1.0 g/𝑐𝑚3 𝝆 = 𝑭𝟐 𝑭𝟏 = 𝟓𝟐.𝟏𝟖 𝟔.𝟔𝟐 = 𝟕. 𝟖𝟖𝟐 g/𝑐𝑚3 con el applet es 7.88 g/𝒄𝒎 𝟑