¡Descarga Análisis de la Presión Hidrostática en Fluidos y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!
Durante esta práctica vamos a analizar la presión hidrostática, que también vamos a ocupar principalmente dentro de esta práctica, ya que la presión hidrostática que ejerce el líquido es la presión termodinámica que intervienen en la ecuación constitutiva y en la ecuación de movimiento del fluido, en algunos casos especiales está presión coincide con la presión media o incluso con la presión hidrostática. Y es así como se llevará a cabo esta práctica de laboratorio y con ayuda de los integrantes del equipo y del profesor tenemos que seguir paso a paso los procedimientos adecuados
BLOQUE I. DESCRIBE LOS FLUIDOS EN REPOSO Y MOVIMIENTO
PRÁCTICA No. 2 MINI CASCADAS COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS : 2, 3, 4,5, 6, 12,13 y 14 INTRODUCCIÓN Todos los líquidos tienen un peso, por ello cuando son contenidos en un recipiente las capas superiores oprimen a las inferiores, generándose una presión debida al peso. La presión en un punto determinado del líquido deberá depender entonces de la altura de la columna del líquido que tenga por encima. A dicha presión se le denomina presión hidrostática. Ésta aumenta conforme es mayor la profundidad. La presión hidrostática (Ph) en cualquier punto puede ser calculada multiplicando el peso específico (Pe) del líquido, por la altura (h) que hay desde la superficie libre del líquido al punto considerado. Matemáticamente se expresa así: Ph = (Pe)(h) o bien Ph = (d.g)(h) donde Ph = presión hidrostática en N/m^2 Pe = peso especifico del líquido en N/m^3. d = densidad del líquido en Kg/m^3 g = valor de la gravedad Los conceptos de presión más comunes son: Presión Hidrostática. Es la presión que ejercen los líquidos en reposo y se fundamenta en leyes, características, viscosidad, tensión superficial. Se aplica en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía. Presión Hidrodinámica. Es la presión que está presente en los líquidos en movimiento, se aplica en diseño de canales, puertos, presas y cascos de barcos. Presión Atmosférica. Es la presión que ejerce el aire o la atmósfera sobre cualquier punto. Un ejemplo de la vida cotidiana se presenta si has buceado alguna vez, ya sabes que la presión aumenta con la profundidad, pues con seguridad has sentido ese aumento de presión sobre los oídos. Un efecto opuesto se siente comúnmente cuando se vuela en un avión o se pasea en un automóvil que sube por una montaña. Al aumentar la altitud, los oídos pueden “estallar” a causa de la reducción de presión.
MATERIAL Y EQUIPO
CANTIDA
D
DESCRIPCI
ÓN
1 Botella de plástico transparente de 1.5 lt sin tapa y sin etiqueta* 1 Colorante vegetal color azul* 1 Franela o servilleta* 1 Clavo de 1 pulgada* 1 Marcador permanente color negro* 1 Encendedor* 1 Cinta adhesiva (masking tape) de 18 mm* 1 Regla de 30 cm de plástico o madera* 1 Cronómetro 2 Pinza para bureta sencilla con asegurador 1 Probeta graduada de 100 ml 1 Soporte con varilla de 60 cm 1 Pinza para tubo de ensaye 500 ml Agua (*) Material proporcionado por el alumno. DESARROLLO
- Marca con un plumón permanente una botella de plástico en tres puntos diferentes, partiendo de la base a 5 cm (abajo), a los 10 cm (en medio) y a los 20 cm (arriba), como se observa en la figura (A). 2.Sujeta el clavo por la cabeza con la pinza para tubo de ensayo. 3.Utilizando el encendedor calienta el extremo con punta del clavo hasta el rojo vivo.
- Enseguida realiza las perforaciones en el área marcada una a la botella de plástico y deja enfriar el clavo antes de ser desechado. 5.Coloca un trozo de tela adhesiva de 18X mm, sobre los orificios de la botella, como se muestra en la figura (B). 6.Coloca y sujeta la regla en el soporte universal con las pinzas para bureta como se muestra en la figura (C). 7.Llena la botella con agua de la llave hasta el cuello de la misma y colócala sobre el soporte, figura (D).
Operación 1: V1= 135ml x 1L/1000= 0. V2= 250 + 64 = 314 m/Lt 1LT/1000= 0. V2= 1Lt/1000=193/1000=0.193 LTS g= gasto g= LTS/s
g= 0.14 LTS/ 10s → LTS/s
g2= 0.234 LTS/ 10s→LTS/s
g3= 0.380 LTS/10s→LTS/s
Operación 2:
- 0.35/10= 0.
- 0.193/10= 0.
- 0.314/10= 0.
- 0.05÷10= 0.
- 0.15÷10= 0.
- 0.25÷10= 0.
15.Mide nuevamente la altura que hay en cada uno de los orificios y determinar la presión hidrostática, para cada uno de ellos, cuando el envase está totalmente lleno de agua, para lo cual deberás aplicar la fórmula siguiente: Ph = d.g.h anota los resultados en la tabla 1.
Aplica la expresión matemática del teorema de Torricelli (v = 2 gh) y calcula con que velocidad en m/s
sale el agua en cada uno de los orificios cuando la botella de plástico está totalmente llena de agua. En
base a los resultados determina en cuál de los tres orificios es mayor la velocidad del líquido e indica
cómo varia la velocidad con respecto a la presión hidrostática.
TABLA No. 1 Orificio Volumen (10 s) Altura (m) Presión hidrostática (N/m^3 ) Superior
V1 0.135 LTS 0.05 m 490 N/m² ph
Medio
V2 0.193 LTS 0.15 m 1470 N/m² ph
Inferior
V3 0.314 LTS 0.25 m 2450 N/m² ph
TABLA No 2 GASTO Y VELOCIDAD DE SALIDA Orificio V (litros) t (s ) g (l/s) h (m) v (m/s) Superior
Medio
Inferior
CUESTIONARIO
1.De acuerdo a lo aprendido en ésta actividad experimental y complemento con lo aprendido en el salón de clases, completa la siguiente tabla. Sigue ejemplo mencionado, identifica a qué clase de presión corresponde y explica brevemente por qué.
EJEMPLO
PRESIÓN
HIDROSTÁTI
CA
PRESIÓN
HIDRODINÁMI
CA
PRESIÓN
ATMOSFÉRI
CA
¿POR QUÉ?
Un buzo sumergido en el mar.
X
Presión que
ejerce un líquido
Al pegar una
ventosa sobre
una superficie
lisa
Porque el fluido está en reposo y está ejerciendo presión sobre el buzo. Aplastar una garrapata contra la pared.
Tubería En las presas Cuando colocas
un objeto
pesado sobre la
mesa
Debido a la columna de
líquido que tiene
La sangre que recorre nuestras venas.
Llenado de
contenedores
con agua de
grifo
Cómo desahogar
las presas
Escalar
montaña
Es la acción de la
fuerza de la gravedad
La medición de combustible en el expendedor de una gasolinera.
Azúcar
mezclado en
agua
Utilizando
presiones para
poder saber un
grosor de una
pared
Presión
atmosférica de
la tierra
Depende del peso del
fluido
Que se tapen los oídos al ascender en auto una montaña.
Erosión Construcción de
canales y
acueductos
Colocar una ventosa en el azulejo de la cocina, para colgar algo.
Declaración En la plomería
Que los tanques de agua se coloquen en la parte de arriba de las casas, y no abajo.
Buzo bajo el
agua
Colectores
pluviales
2.Un doctor ubicado en una ciudad a 2200m sobre el nivel del mar atiende a un paciente con los siguientes síntomas: zumbido de oídos, dificultad al respirar y dolor de cabeza, el paciente vive a nivel del mar y es la primera vez que visita una ciudad a esa altura. ¿Cuál es el diagnóstico? ¿Por qué presenta esos síntomas el paciente? 3.¿Qué origina la presión que un líquido ejerce sobre el recipiente que lo contiene? 4.Realiza una gráfica donde compares los valores de tiempo y distancia, obtenidos en la Tabla 2. ¿A qué atribuyes las diferencias obtenidas?
CONCLUSIONES
Durante esta práctica se llevó a cabo un pequeño experimento de acuerdo al tema de la
presión hidrostática, el cuál nuestro material ya se muestra en la parte principal de esta
práctica, y de con ayuda de mi equipo y del profesor que nosotros pudimos llevar a cabo
está práctica, fue un poco sencilla de acuerdo a las operaciones matemáticas que se
requiere.
Ya que el tiempo es clave en este reporte es indispensable también la ayuda y sobretodo
el material a utilizar, todo se vasa en las ecuaciones que se realizan y así paso por paso
se realiza el complemento…
