Fluidos |
Estática de fluidos Principio de Arquímedes
Flotación entre dos líquidos no miscibles Equilibrio de una varilla parcialmente sumergida Movimiento de un cuerpo en el seno de un fluido ideal Movimiento de una burbuja en un fluido viscoso Flotación de un barco Oscilaciones de una boya Oscilaciones de una esfera El diablillo de Descartes |
 Medida de
la densidad de un líquido
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| En este página, se explica el funcionamiento de un aerómetro mediante un modelo simple, consistente en un cilindro de densidad y altura fijados por el programa interactivo. Este es un ejercicio sencillo de aplicación del principio de Arquímedes.
A continuación, se describe otro procedimiento de medida de la densidad de un sólido
Medida de la densidad de un líquidoHemos estudiado cómo se calcula la densidad de un cuerpo sólido, veamos ahora como se determina la densidad de un fluido. Para un cuerpo en equilibrio que flota sobre la superficie de un líquido, tenemos que el peso es igual al empuje mg=rfVg Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, podemos determinar la densidad del líquido. En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro. Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcohómetros, sacarímetros, etc.
El cuerpo está en equilibrio flotando en el líquido, bajo la acción de dos fuerzas, su peso y el empuje del fluido. peso=empuje rsgSh=rf·gSx
Donde rs es la densidad del cuerpo sólido, S su sección, h su altura. rf es la densidad del fluido y x la parte del sólido que está sumergido en el líquido. Ejemplo: Sea agua el líquido de densidad desconocida Observamos que el cilindro se sumerge hasta una altura x=12.5 cm 0.5·25=rf 12.5 Se despeja rf =1.0 g/cm3
Actividades
Se pulsa el botón titulado Nuevo. Se lee en la escala la longitud x del cuerpo cilíndrico que está sumergido y se calcula densidad del líquido rf. Se pulsa el botón titulado Respuesta, para conocer el valor de la densidad del líquido que hemos seleccionado y compararlo con el valor que hemos calculado.
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Medida de la densidad de un sólidoEn la página titulada “La balanza. Medida de la densidad de un sólido” se ha estudiado el procedimiento de medida de la densidad de un cuerpo sólido, con una balanza ordinaria:
La diferencia V=F-F’ es el volumen del cuerpo expresado en cm3. La densidad es el cociente ρ=m/V (g/cm3) En esta sección, se mide la densidad ρ>1.0 de un cuerpo sólido por otro procedimiento, empleando una balanza electrónica.
La densidad del cuerpo es el cociente entre la segunda lectura y la primera. ρ=m/V Discusión Cuando un cuerpo está suspendido en el fluido completamente sumergido pero sin tocar el fondo, las fuerzas sobre el cuerpo son:
El líquido ejerce una fuerza E=ρf·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=ρf·g·V
La densidad del sólido ρ es el cociente F2/F1, si el líquido es agua ρf=1.0 g/cm3 Actividades
Se pulsa el botón titulado Nuevo. Se arrastra con el puntero del ratón un pequeño círculo de color rojo, introduciendo el bloque en el fluido. Simula una cuerda que sostiene el bloque cuya densidad es mayor que la del fluido. Cuando llega al fondo, se deja de tirar de la cuerda (desaparece el círculo de color rojo), el bloque descansa en el fondo del recipiente. Se calcula la densidad del sólido a partir de la lectura de la balanza electrónica:
Se pulsa el botón titulado Respuesta, para conocer el valor de la densidad del sólido que hemos seleccionado y compararlo con el valor que hemos calculado.
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Arrastrar con el puntero del ratón el círculo de color rojo
Noll E. D. Confronting the bouyant force. The Physics Teacher, Vol 40, January 2002, pp. 8-10
Medida de la densidad
de un líquido y un sólido
