Principio de la Hidroestática

1. Describe sus características. Presta especial atención a la diferencia entre precisión y exactitud. ¿Podrías decir cuál es la precisión de cada aparato? (Guarda las imágenes en tu ordenador para que las puedas ver en un mayor tamaño)
Para ello te puedes basar en el punto 4 del libro de texto (página 12) y en los vínculos que tienes a tu disposición en el punto 5.4 de la plataforma Moodle.

La precisión es el grado hasta que un instrumento repetirá la misma medida sobre un período, también se puede definir como la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a corto plazo.

La exactitud es la capacidad de un instrumento de dar valores con errores pequeños. Si un instrumento está calibrado correctamente los errores aleatorios inevitables harán que los resultados de la medición tengan una cierta dispersión, si la media de las mediciones coincide con el valor verdadero el instrumento es exacto. La precisión básicamente se refiere al grado en que un instrumento muestra un valor especifico. mientras que la exactitud se refiere al margen pequeño que tiene un instrumento para dar un error, con una gran exactitud se disminuye el riesgo de errores.

El calibre es un instrumento que se utiliza para tomar medidas precisas de objetos. Se suele utilizar para medir objetos relativamente pequeños con precisión. Las unidades en las que se mide son centímetros, milímetros y fracciones de pulgadas.

La balanza consiste en una palanca de brazos iguales que mediante el equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir la masa de un objeto.

El dinamómetro es un aparato que sirve para medir fuerzas, tiene otras denominaciones como newtómetro. Este instrumento consiste generalmente en un muelle contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal y con dos ganchos uno en cada extremo, llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea al muelle.
Al colgar pesos o ejercer fuerza sobre el gancho interior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre una escala exterior, indicando el valor de la fuerza.
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El peso se mide en Newtons (N)
La masa se mide en kilogramos (kg)
El volumen se mide en metros cúbicos (m^3)
De estas tres es fundamental la masa y son derivadas el peso y el volumen. Las ecuaciones de dimensiones del peso y volumen son: peso: N=M*L/T^2
y Volumen: V=L^3

3.Antes de proceder con los cálculos debéis leeros los puntos 2 y 3 del libro de texto (páginas 9 y 10) y consultar las webs que tenéis a vuestra disposición en los puntos 5.2 y 5.3 de la plataforma.
A continuación calculad la masa de las esferas aplicando la ecuación para el peso P = mg (tomando g=9,8 m/s^2. Prestad atención a las cifras significativas que utilizais, utilizad la notación científica y redondead adecuadamente. En la entrada deberán aparecer todos los cálculos que realicéis y sus desarrollos (no solo los resultados) Comparad el dato obtenido con el que marca la balanza, ¿hay discrepancia en los resultados? ¿A que se pueden deber las diferencias?

Con un calibre hemos medido el diámetro de ambas esferas y como se puede observar en las imágenes (recuerda que las puedes guardar y ampliar) el resultado es idéntico pero, ¿cuál es el valor en cm?

Observando los datos que nos ofrece la imagen la masa de la esfera metálica es de 68,5 g y utilizando la ecuación su masa es de 0,068 kg que es lo mismo que 68 g.


La masa de la esfera negra es de 22,5 g, y según nuestros cálculos su masa es de 0,022 kg, que es igual a 22 g.


Como bien podemos observar existe una muy pequeña diferencia entre los datos obtenidos y los que nos daban, que se deben seguramente por el error que puede haber cometido el dinamómetro o porque el dato de la gravedad tiene más decimales de con los que hemos operado.

4.¿Ya tenéis las medidas del diámetro de ambas esferas? Ni que decir tiene que entonces sabréis calcular el volumen de las mismas y por último con el dato experimental de la masa obtenido en el punto 2 podemos calcular la densidad de cada esfera (d=m/V) Recordad que hay que presentar los cálculos completos respetando las normas para las cifras significativas, utilizando la notación científica y aplicando los redondeos correctos.
En un alarde de esfuerzo investigador es posible que encontremos con que materiales se corresponden las densidades obtenidas.
Las esferas tienen el mismo diámetro por que son iguales midiéndolas con el calibre su diámetro es de 2,52 cm. Utilizando el diámetro calculamos su volumen que también sera el mismo.



Observando las densidades vemos claramente que la esfera plateada (que que posiblemente se trate de niobio) es más densa que la negra (que se trata de aluminio).


5. En esta actividad se va a comprobar el principio fundamental de arquímedes, el de la hidroestática, para ello vamos a sacar los datos que se nos da en el vídeo del blog en la actividad 5

Los valores experimentales que nos dan en el vídeo son
bola negra: 22,5 g
sin sumergir 0,22 N
sumergida 0,14 N
bola plateada: 68,5 g
sin sumergir 0,675 N
sumergida 0,59 N
Con los datos experimentales habrá que calcular los valores teóricos y ayar los valores
Para realizar este experimento habrá que utilizar la fórmula propuesta por Arquímedes 24 siglos atrás
Empuje= Volumen*Densidad del fluido* Gravedad
En anteriores preguntas calculamos el volumen de las bolas
Bola negra (V=8,18cm^3*gr/cm^3*9,81m/seg^2) lo que da E=80,24gr*m/seg^2 que pasándolo a kg nos da 0,08N, si observamos los valores experimentales, podremos combrobar que el empuje es de 0,08, si darse discrepancias por consiguiente
Bola Plateada (V=8,18cm^3*gr/cm^3*9,81m/seg^2) lo que da E=80,24gr*m/seg^2 lo que pasado a kg nos da 0,08 N, si observamos los valores experimentales apreciaremos que nos da 0,085 N, esto significa que existe una discrepancia de 0,005 N.
Con los datos obtenidos se puede comprobar el principio fundamental de la hidrostática, respecto a esa pequeña discrepancia, podría de deberse a que el dinamómetro presentara ligeros errores, o que el agua tuviera una densidad diferente a 1 g/cm^3 debido a las sustancias disueltas en la misma.