martes, 20 de septiembre de 2011

PRACTICA 1

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÒNOMA DE MÈXICO      
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÒN
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ALUMNO : MARQUEZ MENDEZ SERGIO
  
PRACTICAS DE TECNOLOGÌA DE MATERIALES I
Practica Nº 1

TITULO: DENSIDAD DE LOS MATERIALES
OBJETIVO: Proporcionar al alumno herramientas de trabajo que sirvan en su momento como un medio para dar respuesta al análisis y comportamiento de un metal, y como alternativa utilizando el principio de Arquímedes.
ACTIVIDAD: Obtener el volumen de muestra metálica por diferencia de peso en gramos en seco y húmedo, aplicando formula de densidad.
EQUIPO Y MATERIAL:
Balanza                                                                    1 pieza
Agua corriente                                                         4 litros
Franela                                                                     1 pieza
Recipiente                                                                1 pieza
Muestra de diferentes materiales sólidos                3 piezas
Tabla periódica de los elementos
Densímetros (0.7 a 1 – 1 a 2)                                   2 piezas

CONSIDERACIONES TEORICAS

Densidad, es la relación entre la masa de un cuerpo por unidad de volumen. Se habla también de densidad relativa y ésta, es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4º C, tomada como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4ºC  tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivalente numérica a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.

La densidad puede obtenerse de varia formas. Por ejemplo, para objetos sólidos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, después su volumen; éste se puede calcular por formulas matemáticas si el objeto muestra tiene forma geométrica. Pero si nuestra muestra no tiene forma definida, se obtendrá su volumen sumergiéndolo en un recipiente calibrado con agua, de la diferencia de volúmenes podremos decir que el volumen ha sido definido. De esto podemos decir:

El Principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes y abajo se indica de manera ilustrada. 

1.    El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del líquido.
2.    La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

 

                                              empuje                        empuje
 





             Peso                          peso                              mg
                                     


La mayoría de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y se hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio.

El concepto clave de este principio es el empuje, que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando se encuentra en el agua.

El principio de Arquímedes explica la naturaleza de la flotabilidad: Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua Si éste se sumerge por completo, el peso del agua que desplaza y, por lo tanto, el empuje es mayor  que su propio peso, y el objeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera del agua hasta que el peso del agua desplaza por la parte sumergida sea exactamente igual al peso del objeto flotante. Así, un bloque de manera cuya densidad sea 1/6 de la del agua, flotará con 1/6 de su volumen sumergido dentro del líquido, ya que en este punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.

El volumen de agua desplazada es idéntico al volumen de la parte sumergida del cuerpo.

Por ejemplo, si tenemos cubo de 1 metro de arista totalmente sumergido, desplazará exactamente 1 m3 de agua. Si el peso de este m3 de agua fuese 1,000 Kg entonces el cubo experimentaría una fuerza ascendente de 1,000 Kg.

Si el peso del cubo fuese 900 Kg la fuerza ascendente sería mayor, por lo que el cubo subiría hasta que el peso del agua desplazada sea 900 Kg. El  cubo estaría parcialmente sumergido (estaría flotando) y el volumen sumergido desplazaría exactamente 900 Kg de agua. El cubo tiene flotabilidad positiva.

Asimismo, si el peso del cubo fuese 1,000 Kg, la fuerza ascendente, sería igual al peso del cubo, por lo que tendría una flotabilidad neutra.

Si el cubo pesara 1,100 Kg, la fuerza ascendente será menor que su peso, por lo que se hundiría. En todo caso, dentro del agua el cuerpo está sometido ala fuerza ascendente de 1,100 Kg por lo que tendría un peso aparente a solo 100 Kg. El cuerpo tiene flotabilidad negativa.

DESARROLLO  DE LA PRÀCTICA:

a.- Selección de muestras (tres especímenes metálicos)
b.- Calibración de balanza de ceros
c.- Pesado o masado de los tres especímenes en seco (en gramos)
d.- Pesado o mazado de los tres especímenes sumergidos en agua esto es en un vaso de precipitados de 600 ml. Se llena de agua, se sumerge por separado cada espécimen suspendido por soporte e hilo adaptados a balanza.  
e.- Por la diferencia de masas expresado en cm3 y aplicando formula de densidad podemos comparar la densidad obtenida de cada espécimen con tabla de densidad de algunos metales.  

Tabla de Densidad de metales más utilizados:

Nombre
Símbolo
Densidad
Cobre
Cu
8.93    g/cm3
Hierro
Fe
7.88    g/cm3
Oro
Au
19.31   g/cm3
Silicio
Si
2.3      g/cm3
Plomo
Pb
11.35   g/cm3
Platino
Pt
21.46   g/cm3
Aluminio
Al
2.7   g/cm3
Titanio
Ti
4.5   g/cm3
Magnesio
Mg
1.76   g/cm3
Plata
Ag
10.5  g/cm3
RESULTADOS:
 

CONCLUSIONES SOBRE LA PRÀCTICA

En esta practica podemos concluir que el objetivo de la practica se cumplió ya que al momento de realizarse se hizo un análisis sobre el comportamiento de los diversos metales usados y una gran alternativa y herramienta para el uso del principio de Arquímedes  en el calculo de la densidad del material así como ayuda para el calculo de  volumen de dichos materiales irregulares.



CUESTIONARIO:

1.    ¿Defina usted el concepto de densidad de un metal o aleación?
La densidad de un metal podríamos definirla como la masa del material que produce la acción de fuerzas en un área o volumen determinado

2.    De acuerdo al principio de Arquímedes realice una analogía en función al experimento realizado.
De acuerdo al principio de Arquímedes donde dice que cualquier objeto en reposo sumergido en un fluido este va a ser empujado de abajo hacia arriba con la misma fuerza del peso del objeto en la practica se cumplió este principio con la prueba de los materiales y de ahí se pudo encontrar el volumen y la densidad de dichos materiales.

3.    ¿Cuál es su experiencia adquirida de esta práctica?
El uso del método del principio de Arquímedes  y la comparación de un metal y la pureza que tiene

4.    Defina lo que considere a criterio, lo más relevante.
El método del principio de Arquímedes que sirve de mucho para encontrar la densidad por la diferencia de las masas aunque también se podría considerar que con este principio sirve de gran herramienta para encontrar el volumen de cualquier metal o aleación de forma irregular.











VERIFICACION DE DENSIDADES

Azucar   1.1
Agua destilada  0.99
Alcohol 50%   0.93
Alcohol 96%   0.82
Agua               1

material
Masa seco
Masa humedo
1gr=cm3
Densidad
D=m/v
Cadena oro
7.9 gr
7.2 gr
0.7gr=0.7cm3
11.27gr/cm3
Arete oro
2.1 gr
1.9 gr
0.2gr=0.2cm3
10.5gr/cm3
T cobre pueresa
99
65.1 gr
58 gr
7.1gr=7.1cm3
9.16gr/cm3