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Alumno Jesús Alan Valdez López Laboratorio de Mecánica General Práctica #1 Profesor Ricardo Sánchez García Fecha Jueves, 01/06/2023 ID 00000160539 Descripción del problema a resolver Eres el responsable del Laboratorio de Química de una escuela que recientemente ha abierto sus puertas. Cuando realizas una inspección del equipo existente, te das cuenta que una de las probetas del laboratorio no cuenta con graduación, razón por la cual no se puede utilizar para tomar lecturas de volúmenes. Pero alguien te dice que es posible rescatar esa probeta, que solo se requiere calcular su escala o graduación, dibujarla sobre una tira de papel y pegarla verticalmente en su superficie externa. Si lo que se desea es que la probeta permita leer volúmenes en mililitros (ml) con una precisión de 50 ml, es decir, lecturas de 0ml, 50ml, 100ml, 150ml, 200ml etc. ¿Cuál debe ser la escala de la probeta, es decir, que distancia en centímetros debe haber entre las marcas del papel que indican las lecturas de 0 ml, 50ml, 100ml, 150ml, 200ml…? Plan para resolver el problema Mediciones 1. Haciendo uso del vernier, medir el diámetro de la probeta. Cálculos 1. Determinar el radio y calcular el área de la base πr². 2. Volumen=(A)(h). Al obtener la altura despejando la previa ecuación, nos dirá cuántos cm habrá una marca que cumpla los 50ml. 3. Convertir ml a cm³ para aplicar la fórmula h=Volumen/Área. Comprobar resultados 1. Realizar con una tira de papel las marcas de cada altura obtenida para determinar la graduación. 2. Corroborar las marcas realizadas con la probeta graduada, vertiendo una cantidad de agua a elegir y ver si las cantidades de agua coinciden. Equipo/materiales que se utilizarán en la práctica 1.- Una regla graduada. 2.- Un vernier. 3.- Una probeta sin escala. 4.- Unas tijeras. 5.- Una hoja blanca. 6.- Una probeta graduada, como referencia para hacer una prueba empírica del resultado obtenido. Mediciones, cálculos efectuados y resultados obtenidos. 1. Medir el diámetro de la probeta. Diámetro 3.5cm 2. Radio = 1.75 cm Área = (π)(1.75cm) ² = 9.6211275016 cm² 3. h = volumen/área 4. 50 ml = 50 cm³ h = 50 cm³ / 9.6211275016 cm² = 5.196870436 cm = 5.20 cm De acuerdo a lo visto en la práctica, haga un reporte donde resuelva además los siguientes problemas Si al igual que la probeta sin graduación de la práctica 1, se encontrarán además en el laboratorio los siguientes prismas de cristal: ¿Cuántos centímetros subiría el nivel del líquido de cada uno, si vertiéramos 100 cm³ de agua? 1. Una probeta en forma de cilindro recto de diámetro interno 4.1 cm D = 4.1 mm R = 2.05 mm ℎ = 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑒𝑛 𝜋𝑟2 = 100𝑐𝑚3 𝜋(2.5)2 = ℎ = 7.57 𝑐𝑚 𝑦 𝑒𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑟í𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑢𝑏𝑢𝑟í𝑎 2. Un prisma triangular de lado 3 cm (interno) D = 3 cm R= 1.5 mm ℎ = 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑒𝑛 𝜋𝑟2 = 100𝑐𝑚3 𝜋(1.5)2 = ℎ = 14.14 𝑐𝑚 𝑦 𝑒𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑟í𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑢𝑏𝑢𝑟í𝑎 3. Un prisma rectangular de lado 2.5 cm (interno) D = 2.5 cm R = 1.25 mm ℎ = 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑒𝑛 𝜋𝑟2 = 100𝑐𝑚3 𝜋(1.25)2 = ℎ = 20.37 𝑐𝑚 𝑦 𝑒𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑟í𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑢𝑏𝑢𝑟í𝑎 4. Y un prisma pentagonal de lado 2.6 cm (interno) D = 2.6 cm R = 1.3 mm ℎ = 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑒𝑛 𝜋𝑟2 = 100𝑐𝑚3 𝜋(1.3)2 = ℎ = 18.83 𝑐𝑚 𝑦 𝑒𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑟í𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑢𝑏𝑢𝑟í𝑎 Consideraciones Antes de poner la tira sobre la probeta, ya nos esperábamos que tendríamos un error humano, ya sea por las divisiones de los centímetros que pusimos con la pluma en la tira de papel y/o al poner la misma tira a la probeta con cinta adhesiva, y por error humano nos referimos que habría un cierto margen de error entre nuestra probeta si la comparamos con la auténtica probeta de laboratorio. Y al final nos dimos cuenta que teníamos unos aproximados 10 mm de margen de error. Conclusión Para poder solucionar la práctica se tuvo que hacer uso de fórmulas para sacar el volumen de la probeta que naturalmente tiene una forma cilíndrica, al hacer uso del vernier y la regla con ayuda de ecuaciones pudimos obtener el volumen total de la probeta y después de hacerle uso de las tiras de papel; nos dimos cuenta que los resultados estaban similares. No hacer mediciones al tanteo, mejor hacer uso de las fórmulas para llegar al resultado más acertado.
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