martes, 23 de febrero de 2010

El principio fundamental de la hidrostática

1.
Características del dinamómetro:Es un instrumento que sirve para medir fuerzas. Consiste en un muelle que está en un cilindro, y tiene dos ganchos (uno en cada extremo). Cuando se ejerce una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro se mueve indicando la fuerza. Los muelles de los dinamómetros son elásticos, por si la fuerza que hay que medir es muy grande.
Características de la balanza: Es un instrumento de medición que permite medir la masa de un objeto. Para realizar las mediciones existen patrones de masa. Los resultados de las mediciones de una balanza no varían con la aceleración de la gravedad.
Características del calibre: Es un instrumento que sirve para medir dimensiones de objetos pequeños.Es un instrumento muy delicado. Con unas piezas especiales se puede medir dimensiones internas y profundidades.Permite medir longitudes de 1/10, 1/20 y 1/50 de milímetro.
El dinamómetro,la balanza y el calibre tienen una alta precisión. La precisión del dinamómetro es de 0,02 N. La precisión del calibre es de 0,01 cm.
Para conseguir una mayor exactitud en el dinamómetor y la balanza tenemos que seguir unos procedimientos.
En el caso del dinamómetro, puede ser que el gancho no esté en la posición inicial, por lo que al medir una fuerza no sería exacta. Para ello hay que girar el gancho y asegurarse de que esté en el 0. En el caso de la balanza, es posible que aún se esté marcando una parte de una medida que se ha medido anteriormente. Por ello hay que "actualizarla" antes de medir la masa de un objeto (poner la balanza a 0)



Dinamómetro



Balanza



Calibre


2.

El peso es una fuerza, por lo que se mide en unidades de fuerza. En el Sistema Internacional se mide en newtons (N). También se puede medir en kilogramos-fuerza o en kilopondios.
La masa es la cantidad de materia de un cuerpo, y se mide en kilogramos (kg) en el Sistema Internacional. También se puede medir en gramos.
El volumen es el espacio ocupado por un cuerpo. Se mide en el Sistema Internacional en metros cúbicos, pero también se puede medir en litros.
La masa (M) es una magnitud fundamental, y el peso y el volumen son magnitudes derivadas.

La ecuación de dimensiones del volumen es:


La ecuación de dimensiones del peso es:
F = m·kg·s-2


3

a)
Si aplicamos la ecuación de peso P=mg, observamos que, al despejar m, la ecuación queda de la siguiente manera: así m=p/g. Tras esto, sustituimos cada concepto por su valor.

1º esfera(plateada)
p=0,67N
g= 9,81 m/s2

m= 0,67/9,81=0,068 kg= 68 g
La masa de la esfera negra es de 68 gramos.

2º esfera (negra)
p= 0,22N
g= 9,81 m/s2

m= 0,22/9,81 = 0,022kg=22g
La masa de la esfera negra es de 22 gramos.

b) Ambas esferas tienen el mismo diámetro, y éste es 0,8 cm. De aquí obtenemos que el radio de las esferas es de 0,4 cm.

4
El volumen de una esfera es:


Por ello, como sabemos que las dos eferas tienen el mismo radio, podemos obtener la conclusión de que las dos esferas también tendrán el mismo volumen.
El volumen de las esferas es:
V=4/3 x 3,14x0,4^3
V=4/3x 3,14 x 0,064
V=0,27 cm^3


El volumen de ambas esferas es de 2,14 centímetros cúbicos.

La densidad de las esferas se calcula según la siguiente fórmula:d=m/V
Esfera plateada:
m=68 g=0,068kg
V=0,27 cm^3
d=0,068/0,27=0,25 kg/cm^3

Esfera negra:
m=22g=0,022 kg
V=0,27 cm^3
d=0,022/0,27=0,081 kg/cm^3

5
Según las indicaciones que nos da el video:
El empuje de la bola negra pasa de 0,21 a 0,14 N. Se diferencia en 0,7 N
El empuje de la bola plateada pasa de 6,75 N a 6 N. Se diferencia en 0,75 N

Según los resultado teóricos nos da que la fuerza que han experimentado ambas bolas ha de ser: gravedad por volumen desalojado y por la densidad del cuerpo desalojado.
d=0,01 Kgr/cm cúbicos
v=8,39 cm cúbicos
g=9,81m/s
->1*8,39*9,81=0,824 N es la diferencia teórica que deberiamos apreciar al contrastar el peso de la bola en el aire con el peso de la bola en el recipiente con agua. Esto vale para ambas bolas, pues lo que interviene es el volumen desalojado no la masa que tenga cada bola. Estos son los fallos de los experimentos posiblemente producidos por la precisión de las herramientas utilizadas.