Para medir la densidad de un objeto necesitas determinar dos cosas: la masa del objeto y su volumen. Medir la masa suele ser sencillo. Para una forma irregular, como una roca, medir el volumen puede ser un poco más desafiante.
Busqué peridotita en Wikipedia y hojeé la entrada. Parece ser una roca densa sin características inusuales. No puedo decir cómo un geólogo mediría su densidad, pero probablemente haría algo como lo siguiente:
Medir la masa de la roca Mp usando un balance. Luego, vuelva a medirlo con la roca sumergida en un líquido de densidad conocida, que le dará el valor [Mp – (Bp) / g] donde Bp es la flotabilidad proporcionada por el fluido yg es la aceleración de la gravedad. También tenga en cuenta la cantidad por la cual el nivel de líquido en el contenedor aumenta, porque esta es una medida directa del volumen de la roca, Vp.
El principio de Arquímedes establece que Bp = (Df) (Vp) g donde Df es la densidad de masa del fluido y Vp es el volumen desplazado, igual al volumen de la muestra. Dicho verbalmente, esto significa que la flotabilidad proporcionada por un fluido es igual al peso del fluido desplazado. Resulta que esta es la misma que la fuerza neta sobre el objeto que resulta de la presión del fluido sobre toda la superficie del objeto.
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Desde Wp, el peso de la roca, = (Mp) g entonces
(Wp) / [Wp – (Wp-Bp)] = (Wp) / (Bp) = [(Mp) g] / [(Vp) (Df) g] = (Mp) / [(Vp) (Df) ]
y si usó agua, que tiene una densidad de 1 kg / l, entonces es igual a (Mp) / (Vp), que es la cifra que desea encontrar.
Recomendaría calcular el valor de Vp directamente:
Vp = {(Mp) – [Mp – (Bp) / g]} / (Df), la diferencia entre la primera y la segunda medida de masa, dividida por la densidad del fluido,
y comparándolo con el aumento en el volumen medido cuando la roca se sumergió en el fluido para asegurarse de que no se cometió algún tipo de error; Los dos valores deben estar de acuerdo. Recomendaría tomar esta determinación utilizando varias muestras diferentes antes de decidir el resultado final.
No especificó el grado de precisión que deseaba lograr. Para medir la densidad de una roca como esta, no creo que sea necesario ningún procedimiento especial. Sin embargo, cosas como la temperatura pueden afectar cosas como el valor de Df, por lo que uno podría asegurarse, antes de comenzar la medición, de que el fluido y la roca estaban en equilibrio a la misma temperatura conocida. De nuevo, según mi suposición del grado apropiado de precisión, el agua del grifo es probablemente adecuada, pero si uno quisiera una mayor precisión, entonces sería preferible utilizar agua destilada o desionizada. Finalmente, si se necesita una precisión extrema, se debe tener en cuenta la flotabilidad del aire al realizar la medición inicial; para objetos de tamaños fácilmente manipulables en un banco de trabajo, esto podría hacer una diferencia de unos pocos mg. También se debe tener en cuenta el volumen de cualquier aparato utilizado para suspender la roca en el fluido.
Hay otros métodos que podrían usarse para determinar el volumen de un objeto de forma irregular. Por ejemplo, uno podría, en principio, obtener una tomografía computarizada de alta definición del objeto y calcular el volumen a partir de las imágenes resultantes. Esto tiene la ventaja de que si la roca tuviera inclusiones o cavidades que pudieran afectar la precisión de la medición de densidad, serían visibles.