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Densímetro. Balanza de Seeligmann

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Equipo de bajo costo y alta precisión

Publicado en: Educación
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Densímetro. Balanza de Seeligmann

  1. 1. Sebastian Seeligmann 2015 Página 1
  2. 2. Sebastian Seeligmann 2015 Página 2
  3. 3. Sebastian Seeligmann 2015 Página 3 COMENTARIOS ACERCA DEL PROTOTIPO Voy a describir un densímetro de bajo costo que mide con el método de cero. Lo diseñé en el año 1985 para presentarlo en el Congreso de la Asociación de Profesores de Física de la Argentina. Por ese entonces, ya era un problema presupuestario conseguir instrumentos de calidad o sus repuestos, y en el laboratorio docente de física que yo trabajaba las balanzas de Mhor se estaban deteriorando. Me surgió la idea de construir un densímetro económico con la condición de que en primer lugar, no se pierda la genialidad básica de Mhor en lo que respecta al principio de funcionamiento de su instrumento, y en segundo lugar, tratar de mantener la precisión. Al prototipo lo construí con elementos de soportes de cortinas, que en ese tiempo eran de bronce y baratos. Hoy este material se puede reemplazar por muchos otros, incluso madera, que es otro aspecto de este nuevo instrumento, su versatilidad. El sistema buzo- resorte se puede colgar prácticamente en cualquier soporte. Quizás el elemento más engorroso de construir sea el buzo. Pero puedo asegurar que no se necesita ser un vidriero experto como para que, con un tubo de ensayo y un mechero de Bunsen, un estudiante no lo pueda hacer. Una opción es ponerle al tubo de ensayo una tapa con un gancho. Recordar que al tubo se lo debe llenar con municiones de plomo hasta que su densidad sobrepase el valor de la suma de todos los jinetes (2,65 g/cm3 ). Para obtener la densidad del buzo se divide la masa del buzo en gramos sobre la masa del jinete unidad también en gramos, que es numéricamente igual al volumen del buzo debido el proceso de calibración. El resorte se puede reemplazar por otro elemento elástico. La única condición es que el fiel vuelva a cero, es decir que no presente deformación permanente. Los jinetes están fabricados con ojales de cortina que, obviamente, eran de bronce. Creo que este instrumento sigue teniendo vigencia para laboratorios docente de física y, por qué no, para mediciones profesionales. A continuación muestro las fotos actuales del prototipo con ejemplos, y los detalles teóricos y constructivos de la balanza tal como los presenté en el congreso mencionado hace treinta años.
  4. 4. Sebastian Seeligmann 2015 Página 4 Figura 3 Figura 2 En la figura 1 tenemos una vista panorámica de la balanza con todos sus componentes. En la base de madera está atornillado el soporte de bronce principal, apoyados los nueve jinetillos, la pinza para manejarlos y el vaso para líquidos. Desde el soporte de bronce secundario, que desliza sobre el principal, se suspende el resorte (ver detalle del tornillo giratorio en la figura 3) y de este el platillo porta jinetes con fiel de referencia y el buzo (detalles en la figura 2). También sobre el soporte secundario se coloca el espejo deslizante con tornillo prisionero, que será la referencia de equilibrio del sistema junto con el fiel del platillo (ver detalles en las figuras 4 y 5). Figura 1
  5. 5. Sebastian Seeligmann 2015 Página 5 En la figura 4 se ve el procedimiento general de puesta a cero del instrumento para medir una densidad, en este caso la del agua. Al soporte secundario se lo deslizó hacia arriba para mantener al buzo fuera del vaso, y lo sostiene en esta posición el tornillo prisionero inferior. Deslizando el espejo se hace coincidir una marca sobre este con el fiel del platillo, y se lo ajusta con el tornillo prisionero correspondiente. Luego se sumerge el buzo en el agua y por efecto del empuje se “desequilibra” el sistema. Para volver a cero se carga con jinetes el platillo que en este caso (agua) basta con la unidad. Observar en la figura 5 el jinete unidad en el platillo y el fiel coincidente con la marca en el espejo. Figura 4 Figura 5
  6. 6. Sebastian Seeligmann 2015 Página 6 Como ejemplo de una medición en general muestro una experiencia con detergente. En la figura 6 se observa el buzo sumergido en el detergente, la coincidencia del fiel con la marca del espejo y que faltan en la base además del jinete unidad los dos más chicos (0,02 y 0,01 del unidad). En la figura 7 se pueden ver los tres jinetes sobre el platillo. La suma del valor de los tres jinetes da como resultado 1,03 g/cm3 . Figura 7 Figura 6 Cuando fabriqué el prototipo realicé una prueba de sensibilidad con un jinete de valor 0,005 respecto del unidad. El sistema acusó desviación respecto al cero, pero nunca lo puse a este jinete por la incomodidad de su manipuleo. sseeligmann@gmail.com
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