1. Instrumentos de medida
El dinamómetro es un instrumento inventado por Isaac Newton, y es utilizado para medir fuerzas tales como el peso.
Su estructura consta de un muelle contenido en un cilindro (de diferentes materiales: plástico, metal o cartón) que tiene una escala medida en unidades de fuerza (Newtons). El muelle contenido en el cilindro tiene un “gancho” (con forma de anzuelo) en cada extremo. En el gancho de la parte inferior colocamos el objeto que se quiere medir, así, le muelle se estira, indicándonos cual es la fuerza del objeto en la escala del cilindro (Newtons en este caso).
Wiki que explica con dibujos las diferentes partes y funcionamiento del dinamómetro.
Las divisiones del dinamómetro con el que estamos trabajando oscilan entre 0,02N* y 0,02N. Por lo que podemos deducir que si, es bastante sensible.
Por el contrario, no podemos saber con seguridad es la precisión de este dinamómetro, ay que esta se define como la dispersión de los valores que se obtienen en numerosas mediciones repetidas, y sólo contamos con la imagen de una de esas mediciones. Necesitaríamos más para determinar la precisión.
*N=Newtons. Unidad de medida utilizada en nuestro dinamómetro.
Tampoco podemos determinar si este es un aparato exacto o no lo es, ya que la exactitud de este se determina cuando el aparato es preciso y además “acierta”, es decir que si no aplicamos ninguna fuerza debe estar en cero.
Además, siempre existen factores como el tiempo que lleva siendo utilizado, o incluso los experimentos a los que ha sido sometido, que podrían haberle echo experimentar una deformación permanente que nos llevaría a error. La balanza electrónica es un instrumento de medición que mide la masa de los cuerpos. Es muy útil, ya que su precisión a la hora de pesar objetos es bastante exacta. Esta masa puede ser expresada en diferentes unidades, pero generalmente utilizaremos el gramo (g) o el kilogramo (kg). Las balanzas mas sensibles nos proporcionan datos en centigramos (cg) o incluso en unidades más pequeñas. En cambio, la utilizada en este experimento nos proporciona los datos en gramos (g).
Su utilización es sencilla. Basta con encender la balanza y colocar el objeto que queramos pesar en la superficie plana superior. En ese momento parecerá en la pantalla su peso.
Lo que nos indica la exactitud de la balanza es la cercanía del valor que hemos medido respecto al valor real. En cambio, la precisión se refiere a lo que varían los valores obtenidos de las mediciones repetidas de una misma magnitud. Por eso, cuanto menor sea la dispersión, mayor será la precisión.
Para que la balanza, al igual que el dinamómetro, nos de una medida exacta, debemos asegurarnos de que al no aplicar ninguna fuerza o peso, el instrumento marque cero. Por último, el calibre es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos que suelen ser de un tamaño reducido (diámetro de las bolas en este caso). La unidad que utiliza son los centímetros (cm).
El calibre consta de una regla con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra regla que nos indica la medida en una escala. La precisión del calibre es exactamente la misma que la de el dinamómetro. Es decir, 0,02 cm.
Podemos determinar que se trata de un instrumento de gran precisión, ya que si realizamos repetidas mediciones con él la dispersión de los valores que obtengamos no será muy grande. Hemos mencionado que l procedimiento que debemos seguir para asegurarnos que el dinamómetro y la balanza nos dan una medida exacta, es que al no aplicar ninguna fuerza o peso el instrumento marque cero. En cambio, no podemos hacer lo mismo con el calibre, ya que este no parte de una medida inicial.
2. Peso, masa y volumen. Magnitudes derivadas y fundamentales.
En el Sistema Internacional, la unidad de peso, que es la fuerza con la que la gravedad atrae a un cuerpo, se mide en Newtons (1 N = 1 kg . 1 m/s²).
La masa, que es la cantidad de materia que posee un cuerpo, se mide en kg (según el SI)* de unidades.
Por último el volumen, que es el espacio que ocupa un cuerpo, se mide en m³, litros y derivados.
*SI = Sistema Internacional
Las magnitudes fundamentales
Las magnitudes fundamentales son aquellas que nos sirven para, mediante operaciones matemáticas (factores de conversión), definir todas las demás magnitudes físicas dando lugar a las magnitudes derivadas. El Sistema Internacional de unidades (SI), tiene como magnitudes fundamentales :
Kilogramo (kg) → masa
Metro (m) → longitud
Segundo (s) → tiempo
Kelvin (K) → temperatura
Amperio (A) → intensidad de la corriente eléctrica
Mol (mol) → cantidad de sustancia
Candela (cd) → intensidad luminosa
Las magnitudes derivadas
Estas magnitudes son la combinación de las magnitudes físicas definidas como fundamentales.
Son las siguientes:
Volumen (v) → m3
Densidad (d) → kg / m3
Aceleración → m/s2
Fuerza → N· m/s2
3. La masa de las esferas:
En teoría el valor de la masa de las esferas sería: En el caso de la metálica 68,5 g y experimentalmente podemos ver que es de 0,068 kg, que es lo mismo que 68 g, y también lo mismo que 6,8 · 10^-2
Y en el caso de la esfera negra la masa teórica es de 22,5 g, y según nuestros cálculos es de 0,022 kg, que es lo mismo que 22 g.
Los datos entre ambas esferas son ligeramente diferentes esto puede ser debido a varias razones: una de ellas es la inexactitud del dato de la gravedad, que en realidad presentaría más decimales. Y otro motivo probablemente más relevante es que el dato del peso es realmente aproximado según lo observado en el dinamómetro, que aunque sea preciso no es exacto, ya que depende de la observación y consideración de la persona que mire. Al haber las dos variables con ligeras diferencias, hace que el dato no sea exactamente igual, pero si que se aproxima mucho a lo que tendría que ser teóricamente.
4.El volumen de las esferas:
Como las dos esferas son iguales tienen el mismo diámetro que hemos medido con el calibre, y es de 2,53 cm. A partir de esto podemos hayar el volumen con la fórmula para hayar el volumen de la esfera. Antes de realizar ningún cálculo, se puede deducir que ambas dos tendrán el mismo volumen, puesto que tienen el mismo diámetro. 
Aunque no se aprecie con claridad el volumen de ambas esferas es 8,36cm^3. A su ves podríamos hacer lo mismo con la masa obtenida en el ejercicio anterior: 
La densidad de la esfera metálica es 0,008kg/cm^3. El tipo de material del podría tratarse y el material con una densidad más próxima es el Gadolinio, que pertenece a los elementos de las tierras raras.
La densidad de la otra esfera es 0,003 kg/cm^3. También hemos podido averiguar de qué tipo de material se trata y corresponde al aluminio, o al menos es el material con una densidad más próxima, 0,0027 kg/cm^3.
5. El Empuje
El concepto de empuje se puede vislumbrar con la siguiente observación: al introducir un objeto en el agua, con un peso en newtons de 0,5 N, se ve que al medirlo en el agua con el dinamómetro, este ha variado a 0,41. ¿A qué se debe esta variación en peso?
El agua ejerce una fuerza vertical y hacia arriba que se enfrenta a la del peso del objeto, esta fuerza se llama empuje. Para calcularlo existe la siguiente fórmula:
Peso real - Peso aparente= Empuje
Aplicándolo a nuestro ejemplo: 0,5 - 0,41= 0,09
El empuje es la explicación a por qué nos sentimos ligeros en el agua.
Características del Empuje (vídeo)
El empuje varía dependiendo del cuerpo sumergido, del material utilizado, de la densidad del líquido o de la profundidad. En esta práctica simplemente hemos cambiado el objeto a pesar y hemos podido observar ciertas cosas.
Práctica
En el video nos dan los siguientes datos:
Bola negra
Peso normal: 0,22 N
Sumergida en el líquido :0,14
Bola Plateada
Peso normal:0,675 N
Sumergida en el líquido:0,59
Ahora con los datos obtenidos aplicamos la fórmula del empuje y observamos:
Bola negra: 0,22 N - 0,14 N= 0,08
Bola plateada: 0,675 - 0,59= 0,085
Se observa una ligera variación en los resultados obtenidos pero a pesar de ello podemos decir como conclusión que los cuerpos con un mismo volumen, a pesar de su diferencia de masa, sumergidos en el mismo líquido experimentan el mismo empuje.
