¿COMO SE CALCULA EL VOLUMEN CON LA BALANZA HIDROSTÁTICA?

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

20 Jan 202019:41

Summary

TLDREn este video educativo, se explora cómo se determinan los volúmenes de materiales tanto sólidos como disgregados o pulverulentos aplicando el principio de Arquímedes y utilizando herramientas como la balanza hidrostática y el pino metro. Se explica que el volumen real de un material sólido compacto es el de su parte sólida, mientras que su volumen aparente incluye el volumen de todos los poros. El principio de Arquímedes se utiliza para calcular el volumen de materiales irregulares al sumergirlos en un líquido, donde el empuje que experimenta el material es igual al peso del líquido desalojado. A través de un ejemplo práctico en el laboratorio, se muestra cómo se pesa una muestra de granito en el aire y luego en la balanza hidrostática para encontrar su peso hidrostático y, finalmente, su volumen utilizando la densidad del agua. Además, se describe el método del pino metro, que implica pesar una muestra de material disgregado, llenar el pino metro con agua hasta una marca y luego medir el aumento en el peso debido a la introducción de la muestra para calcular su volumen. Este enfoque didáctico y práctico demuestra la precisión de los cálculos de volumen y honra la contribución de Arquímedes a la ciencia.

Takeaways

📚 La lección trata sobre cómo determinar el volumen de materiales mediante diferentes métodos.
🌊 El principio de Arquímedes es clave para entender la hidrostática y su aplicación en la medición de volumenes.
🏺 Se explica cómo se utiliza la balanza hidrostática para medir el volumen de materiales sólidos irregulares.
🔢 El volumen relativo y el volumen del conjunto son conceptos importantes para entender la composición de materiales disgregados o pulverulentos.
🥡 El método del pino metro es una técnica para determinar el volumen de muestras pulverulentas o disgregadas.
🎢 Se describen los pasos a seguir para realizar la medición de volumen con la balanza hidrostática en el laboratorio.
📏 Para calcular el volumen usando la balanza hidrostática, se utiliza la diferencia entre el peso en el aire y el peso sumergido.
💧 La densidad del líquido plays a crucial role en la conversión del peso del líquido desalojado a volumen.
📱 Se muestran los resultados de una medición práctica de volumen utilizando la balanza hidrostática y el pino metro.
🔄 El proceso de medición con el pino metro implica llenarlo con agua y luego introducir la muestra para medir el volumen del material.
📈 Los resultados obtenidos de los experimentos son ejemplos claros de cómo se puede aplicar la teoría en la práctica.

Q & A

¿Qué es el volumen real de un material sólido compacto?
-El volumen real de un material sólido compacto es el volumen de la parte sólida del material, excluyendo los poros.
¿Cuál es el volumen aparente de un material sólido?
-El volumen aparente de un material sólido es el volumen real más el volumen de todos los poros que contiene.
¿Quién fue Arquímedes y qué principio descubrió que se relaciona con la determinación del volumen de un material?
-Arquímedes fue un físico, ingeniero, inventor, astrónomo y matemático griego que vivió en Siracusa entre los años 287 y 212 a.C. Descubrió el principio de Arquímedes, que establece que el empuje que experimenta un cuerpo sumergido en un fluido es igual al peso del fluido que desaloja.
¿Cómo se determina el volumen de un material irregular utilizando el principio de Arquímedes?
-Para determinar el volumen de un material irregular, se utiliza una balanza hidrostática. El peso del material en el aire se resta al peso del material sumergido (peso hidrostático) para encontrar el empuje, que es igual al peso del líquido desalojado. Luego, se divide el peso del líquido desalojado por la densidad del líquido para obtener el volumen del sólido.
¿Qué es el método del pino metro y cómo se utiliza para determinar el volumen de un material?
-El método del pino metro implica utilizar un recipiente de laboratorio con una capacidad determinada y una entalladura (en ras) en el cuello. Se pesa una muestra de material, se llena el pino metro con líquido hasta el en ras, se introduce la muestra y se vuelve a pesar. El volumen de la muestra se calcula a partir de la diferencia en el peso del líquido desalojado.
¿Cómo se calcula el volumen de un sólido utilizando la balanza hidrostática y el agua destilada?
-Se pesa el sólido en el aire y se obtiene su peso. Luego se sumergen en el agua y se pesa de nuevo en la balanza hidrostática. El empuje (peso del agua desalojada) se calcula restando el peso sumergido al peso en el aire. El volumen se obtiene dividiendo el peso del líquido desalojado (que es el empuje) por la densidad del agua destilada, que es de 1 gramo por centímetro cúbico.
¿Por qué se utiliza el agua destilada en la balanza hidrostática?
-Se utiliza el agua destilada en la balanza hidrostática debido a su densidad conocida y constante, que es de 1 gramo por centímetro cúbico. Esto simplifica el cálculo del volumen del sólido, ya que no es necesario ajustar la densidad del líquido.
¿Cómo se calcula el volumen de una muestra de arena utilizando el pino metro?
-Se pesa una muestra de arena y se introduce en el pino metro, que previamente se ha llenado con agua hasta el en ras. Se vuelve a pesar el pino metro con la muestra y el agua. El volumen de la muestra se calcula restando el peso del pino metro con el agua solo hasta el en ras del peso del pino metro con la muestra y el agua, y luego dividiendo el peso del líquido desalojado por la densidad del líquido.
¿Qué es el volumen relativo y el volumen del conjunto en materiales disgregados o pulverulentos?
-El volumen relativo y el volumen del conjunto son conceptos utilizados para describir las propiedades de los materiales disgregados o pulverulentos. El volumen relativo se refiere a la proporción del volumen total ocupado por los sólidos en el material, mientras que el volumen del conjunto incluye tanto el volumen de los sólidos como el volumen de los poros o espacios entre ellos.
¿Cómo se determina el volumen de un material con forma irregular utilizando un teorema o principio?
-Cuando un material tiene una forma irregular y no puede ser medido directamente, se puede utilizar el principio de Arquímedes y una balanza hidrostática para determinar su volumen. El principio de Arquímedes permite calcular el volumen del material sumergido en un fluido a partir del empuje que este experimenta, que es igual al peso del fluido desalojado.
¿Por qué es preciso considerar la densidad del líquido en el cálculo del volumen de un sólido con la balanza hidrostática?
-La densidad del líquido es un factor crucial en el cálculo del volumen del sólido ya que el peso del líquido desalojado (que es el empuje) depende de la densidad del líquido. Si el líquido no es agua destilada, es necesario dividir el peso del líquido desalojado por su densidad para obtener el volumen del sólido con precisión.

Outlines

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🧪 Principio de Arquímedes y Volumen de Materiales

Este primer párrafo aborda el principio de Arquímedes y su aplicación para determinar el volumen de materiales sólidos a través de la balanza hidrostática. Se describe la diferencia entre el volumen real y el volumen aparente de los materiales, y cómo estos conceptos son aplicados para materiales con forma geométrica y materiales irregulares. Se destaca la importancia de la fuerza empujadora que experimenta un cuerpo sumergido en un fluido, la cual es igual al peso del fluido desalojado, y cómo esto se utiliza para medir el volumen de un material inmerso en agua.

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📊 Cálculo del Volumen con Balanza Hidrostática

El segundo párrafo se enfoca en el proceso de cálculo del volumen de materiales irregulares utilizando una balanza hidrostática. Se explica cómo se realiza la medición, desde pesar el material en el aire hasta su sumergimiento en el dispositivo hidrostático y el ajuste del agua para alcanzar el peso hidrostático. Se detalla el cálculo del empuje y cómo se utiliza para encontrar el volumen del líquido desalojado, y por qué el peso del material no disminuye sino que es el empuje el que se opone al peso en el agua. Se incluye un ejemplo práctico de medición en el laboratorio con una muestra de granito.

10:05

🏗️ Medida de Volumen con el Pino Metro

El tercer párrafo describe el método del pino metro para determinar el volumen de materiales disgregados o pulverulentos, como arenas, gravas, cemento, etc. Se explica el proceso de pesar una muestra de material, llenar el pino metro con agua hasta una marca conocida como 'en ras', y luego pesar el pino metro con la muestra y el agua. Se detalla cómo se calcula el volumen de la muestra a partir del peso del líquido desalojado y su relación con la densidad del líquido. Se incluye un ejemplo de cómo se realiza el ensayo con el pino metro en el laboratorio.

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📏 Volumen Óptimo y Métricas Alternativas

El cuarto y último párrafo concluye la explicación de los métodos de medición de volumen, mencionando el uso del volumen óptimo y la métrica con un escalímetro o pie de rey para materiales con forma irregular. Se destaca la precisión que se puede obtener con los métodos hidrostático y del pino metro, y cómo estos métodos son fundamentales en la medición de volumen de materiales en laboratorios. Finalmente, se menciona que en el próximo vídeo se explorará cómo se determina el volumen de materiales con el volumen óptimo de Chátelier y un vaso graduado.

Mindmap

Keywords

💡Materiales de construcción

Los materiales de construcción son los elementos utilizados en la ingeniería y la arquitectura para construir estructuras y edificios. En el video, se discute cómo determinar el volumen de estos materiales, que pueden ser sólidos compactos o disgregados, y es fundamental para el cálculo de la cantidad de material necesario para una construcción.

💡Volumen

El volumen es una medida de la cantidad de espacio ocupado por un objeto en tres dimensiones. En el video, se aborda cómo calcular el volumen de materiales de construcción, ya sea a través de la balanza hidrostática o el pino metro, que es esencial para la planificación y el diseño de estructuras.

💡Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es un concepto fundamental en la física que establece que el empuje que experimenta un cuerpo sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desalojado por dicho cuerpo. En el video, este principio se utiliza para calcular el volumen de materiales irregulares mediante la balanza hidrostática.

💡Balanza hidrostática

Una balanza hidrostática es un dispositivo que utiliza el principio de Arquímedes para determinar el volumen de un objeto. En el video, se muestra cómo se utiliza esta balanza para medir el volumen de un muestra de granito, calculando el peso del objeto en el aire y el peso del objeto sumergido en el agua.

💡Peso hidróstico

El peso hidróstico, también conocido como peso sumergido, es el peso que un objeto tiene cuando está sumergido en un fluido. Se calcula restando el peso del objeto en el aire del peso del objeto en la balanza hidrostática. En el video, se utiliza para determinar el empuje que experimenta el objeto sumergido y, por lo tanto, su volumen.

💡Pino metro

El pino metro es un recipiente de laboratorio con una capacidad determinada, utilizado para medir el volumen de materiales pulverulentos o disgregados. En el video, se describe el proceso de llenar el pino metro con agua y luego introducir la muestra de material, para luego medir el volumen del agua desalojada y calcular el volumen del material.

💡Materiales disgregados

Los materiales disgregados son aquellos que se encuentran en forma de partículas pequeñas, como las arenas, las gravas, el cemento, la cal, el yeso, los garbanzos o las lentejas. En el video, se discute cómo se calcula su volumen relativo y volumen del conjunto utilizando herramientas como el pino metro.

💡Volumen real y aparente

El volumen real se refiere al espacio ocupado por la parte sólida de un material, mientras que el volumen aparente incluye tanto el volumen real como el volumen de los poros dentro del material. En el video, se diferencia entre estos dos tipos de volumen al discutir la medición del volumen de materiales sólidos.

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💡Densidad

La densidad es una propiedad física que indica la masa de un objeto por unidad de volumen. En el contexto del video, la densidad del líquido (normalmente agua) se utiliza para convertir el peso del líquido desalojado en volumen, utilizando la fórmula: volumen = peso del líquido desalojado / densidad del líquido.

💡Ácido anilín

El ácido anilín es un compuesto químico que se utiliza a menudo para teñir el agua en experimentos para hacerlos más visibles. En el video, el uso de agua teñida con añil permite una mejor visualización del nivel del agua en el pino metro durante la medición del volumen de la arena.

💡Volumen relativo

El volumen relativo es una medida del espacio que ocupa un material disgregado o pulverulento, considerando su capacidad de llenar un contenedor. En el video, se menciona como una de las propiedades que se evalúa en materiales disgregados, y se calcula a través del pino metro.

Highlights

Introducción a la determinación del volumen de materiales mediante la balanza hidrostática y el principio de Arquímedes.

Explicación del volumen real y aparente de materiales sólidos compactos.

Descripción del volumen relativo y del volumen del conjunto en materiales disgregados o pulverulentos.

Presentación del teorema de Arquímedes y su aplicación en la balanza hidrostática.

Procedimiento para calcular el volumen de materiales irregulares utilizando la balanza hidrostática.

Ejemplo práctico de medición del volumen de una muestra de granito utilizando la balanza hidrostática.

Cálculo del empuje y del peso hidrostático para determinar el volumen del sólido.

Demostración del método del pino metro para medir el volumen de materiales pulverulentos.

Proceso para calcular el volumen en el pino metro a través de la pesada de muestras y desalojamiento de líquido.

Ejemplo del ensayo con el pino metro utilizando arena como material disgregado.

Cálculo del volumen de la muestra de arena a partir del peso del líquido desalojado.

Importancia de la densidad del líquido en el cálculo del volumen mediante el pino metro.

Precisión en la medición del volumen de materiales gracias al principio de Arquímedes y la balanza hidrostática.

Comparación entre la balanza hidrostática y el pino metro en términos de precisión y facilidad de uso.

Advantages of using digital scales in hydrostatic weighing for immediate and accurate weight readings.

Mencion de otros métodos para determinar el volumen de materiales, como el volumenómetro de Chátelier.

Promoción del próximo vídeo sobre el volumenómetro de Chátelier y su uso en la medición de volumen.