balanza hisdrostática

Balanza hidrostática

La balanza hidrostática es un tipo de báscula también conocida como bilancetta, designada al estudio del empuje ascensional. Esto hace referencia a la ligera elevación que tienen los cuerpos que estén sumergidos en fluidos.

Por otro lado, también contribuye en la medición de la densidad de los cuerpos sólidos. Sin embargo este señalamiento no es tan preciso y ya fue superado por distintas básculas e instrumentos específicos para esa medición.

Historia de la balanza hidrostática

Se alega que un rey cuestionó el oro con el que estaba hecha su corona. Es decir, se preguntaba si realmente toda la corona estaba hecha de oro como le era propuesto.

Para argumentar la inquietud que tenía el rey, Arquímedes emprendió un experimento para nada preciso. Sin embargo terminó siendo la base para la elaboración de la balanza hidrostática.

Depositó la corona del rey en un recipiente con una cantidad de agua “medida”. Depositó oro en otro envase idéntico al primero y con la misma cantidad de agua. La cantidad de oro era equivalente al que se suponía que tenía la corona.

En el recipiente de la corona el agua se desplazaba notablemente. Por el lado contrario, en el envase del oro depositado, era menos notable el desplazamiento del agua.

Este experimento fue el que dio origen a los estudios y principio de Arquímedes. Con el que posteriormente surgió la invención de la báscula hidrostática cuyos estudios están basados en los principios mencionados.

El origen de la balanza hidrostática se remonta el 17 de diciembre de 1585. Inventada por el matemático, físico e ingeniero Galileo Galilei. Fue un instrumento no muy utilizado por su poca precisión.

Funcionó más como contribuyente a los principios de Arquímedes. Por lo que con el tiempo fue remplazada por balanzas más precisas y sencillas de utilizar.

balanza hidrostática

Funcionamiento de la balanza hidrostática

A pesar de que fue remplazada por instrumentos más precisos al definir la densidad de los cuerpos sólidos. Su evolución continuó y algunos científicos dedicados en el campo de las balanzas y la mejora de la medición se enfocaron en ella.

La balanza hidrostática llegó a tener resultados más precisos de los cuáles los científicos confían. Es por esto que con el tiempo fue clasificada entre las balanzas de precisión.

Su estructura se asemeja bastante a la balanza de cruz. Cuenta con una vara vertical con su característico apoyo en el centro. Este apoyo comienza en la plataforma de la balanza y verticalmente se eleva hasta llegar al astil.

Esta figura formaría dos brazos de igual tamaño en ambos lados partiendo del apoyo en el centro de la vara horizontal. En los extremos del astil cuelgan los platillos de medida.

Para determinar el volumen del objeto se dispone encima de una de los platillos, (generalmente el derecho). Principalmente se debe determinar el la masa del objeto, por lo que en el otro platillo se colocarán pesas calibradas hasta equilibrar.

Generalmente las pesas calibradas se colocan debajo del platillo opuesto al objeto pesado con ellas. Esto quiere decir que penden de un gancho que está debajo del platillo.

Un recipiente de agua con un acceso controlado a otro recipiente más pequeño debe colocase debajo de la pesa. Por lo tanto, al sumergirse la pesa el agua desplazada será depositada en el otro recipiente y no se desperdiciará.

El principio de Arquímedes dice lo siguiente: “todo cuerpo sumergido totalmente en un fluido tendrá un empuje ascensional equivalente al peso del fluido sobresaliente”.

Esto hace referencia al fluido que se desplaza al sumergir la pesa. Que será equivalente al empuje vertical hacia arriba que tiene la pesa por acción del fluido.

balanza hidrostática

Balanza de Mohr-Westphal

Es considerada como una variante de la balanza hidrostática. Esta balanza es utilizada para designar la densidad correspondiente a los líquidos.

Desarrollada originalmente por Karl Friedrich Mohr, un farmacéutico que nació en el año 1806. Una vara vertical es el apoyo de una montura que es ajustable en la parte superior, dispuesta horizontalmente.

En el brazo más corto se aloja una pieza pesada, junto a una aguja en contacto con otra aguja en la base. La función de ambas es la de mantener el equilibro y así hacer la función de balanza hidrostática.

Fundamento de la balanza de Mohr-Westphal

Al igual que el resto de los tipos de balanza hidrostática el fundamento de esta se basa en el principio de Arquímedes. Es una balanza mucho más precisa que la original y con el tiempo la ha dejado obsoleta.

Factores que influyen en el resultado de la balanza hidrostática

La incidencia perjudicial de los factores que afectan al resultado dependerá de la exigencia de la medición. Si se quiere determinar la densidad de un líquido y se exige mucha precisión, será mayor el riesgo a que sea afectado por lo siguiente.

Temperatura

Aquí se ve reflejada la gran diferencia de la influencia de la temperatura en los líquidos y en los sólidos. La modificación de los líquidos con la temperatura es del orden de magnitud 1 por 1000 por cada grado centígrado.

Esto quiere decir que el resultado estará directamente ligado a la temperatura del fluido. Lo que a su vez significa que de igual modo se puede trabajar con distintas temperaturas.

Si se conoce la temperatura del fluido, se podrá ajustar los resultados y transformarlos a los datos necesarios.

Empuje del aire

El orden de magnitud del aire es de 10-3 g/cm3. Esto quiere decir que cualquier cuerpo que esté en presencia del aire, será afectado por cierto empuje. Para un objeto sólido el efecto es casi nulo, sin embargo a baja escala es notable.

Burbujas de aire

Este factor provoca un ligero empuje adicional. En la actualidad al usar las balanzas hidrostáticas se buscan los resultados más precisos posibles. Esto se quiere independientemente del campo del que se esté hablando.

Es primordial inhibir las burbujas a toda costa para que el resultado no sea alterado. Para evitarlas solo debe agitarse lentamente el envase una vez introducido el líquido.

Irán desprendiéndose las burbujas poco a poco, una vez terminado, ubíquelo en la platillo.

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