Informe Presion Hidrostatica.docx

PRESIÓN HIDROSTATICA LABORATORIO DE FISICA CALOR Y ONDAS

INTEGRANTES NOMBRE Andrés toscano Malcolm Campbell Jesús Meléndez

GRUPO: F

DOCENTE: Eduardo Martínez

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA BARRANQUILLA 28 de agosto del 2018

Resumen

CODIGO 101810031 251810001 101810010

La mecánica de esta práctica consistió en medir la presión en sondas de diferente forma, para esto utilizamos tres, una en forma recta, en forma de u y en forma de L, la cual nos dio como resultado una presión constante cuando estaba a la misma altura, y directamente proporcional a medida que aumenta la altura. Aplicando los diferentes casos utilizamos las sondas rectas, lateral y hacia abajo Colocándolo de tales formas (hacia adelante, centrado y hacia un lado) para analizar qué cambios ocurrían en la fuerza de presión de tal manera que podamos determinar su variación de fuerza. En el segundo caso se utilizó el tubo de vidrio de sonda recta para determinar que sucedía cuando lo introducíamos cada vez más en el agua hasta los 10cm de profundidad luego se analizaron los resultados de las tablas y llegamos a la conclusión que la presión hidrostática depende directamente proporcional a la altura y no a la ubicación o dirección.

Abstract The mechanics of this practice consisted of measuring the pressure in probes in different ways, for this we used three, one in a straight, u-shaped and L-shaped, which resulted in a constant pressure when it was at the same height , and directly proportional as the height increases. Applying the different cases, we use the straight probes, lateral and downward, placing it in such forms (forward, centered and to one side) to analyze what changes occurred in the pressure force in such a way that we can determine its variation of force. In the second case, the straight tube glass tube was used to determine what happened when we introduced it more and more into the water until 10cm deep, then the results of the tables were analyzed and we reached the conclusion that the hydrostatic pressure depends directly proportional to the height and not to the location or direction.

INTRODUCCION

En la física la presión hidrostática es la que se manifiesta en el interior de toda masa líquida, provocada por el peso de la columna de líquido que debe soportar un cuerpo sumergido. La Presión Hidrostática a una cierta profundidad debajo de la superficie libre de un líquido en reposo es igual al producto de la densidad del líquido por la aceleración de la gravedad y por la profundidad del punto considerado.

Otro aspecto que destaca en la presión hidrostática es el principio fundamental de este, que nos enuncia que la diferencia entre dos puntos de un líquido homogéneo en equilibrio es igual al producto de la densidad por la gravedad y por la diferencia de altura. En el estudio de los fluidos en reposo, se tienen en cuenta un concepto muy fundamental como lo es la presión o la fuerza normal que se ejerce en un fluido estando este en reposo, ya que todo fluido soporta fuerzas normales o perpendiculares a sus fronteras, sin que haya escurrimiento, y puede estar en equilibrio bajo la acción de una diversidad de fuerzas de este tipo

En estos conceptos la presión juega un papel fundamental ya que es una fuerza que ejerce un gas, un líquido o un sólido sobre una superficie. Estos conceptos que se relacionan, hacen simpatía con nuestro diario vivir, además en las industrias es de suprema importancia saber manejar y controlar la presión hidrostática para tener un nivel y realizar procesos eficientemente en las industrias principalmente.

En está practica se desea conocer en que consiste la presión hidrostática y tiene objetivo de determinar la presión hidrostática en el agua de acuerdo a la profundidad y observar el comportamiento del nivel del agua, en los dos brazos de un tubo en U, compuesto por dos campanas de vidrio, para así que todo líquido contenido en un recipiente ejerce fuerzas contra las paredes del recipiente y poder observar, comprobar y aplicar estos conceptos en la vida.

OBJETIVOS

1. Calcular el empuje que experimenta un cuerpo por dos métodos: En función del cuerpo en el aire y en función del cuerpo en el agua (volumen desplazado)

2. Calcular la densidad de los cuerpos en función del volumen sumergido. 3. Comprobar que la presión hidrostática depende de la altura

MARCO TEÓRICO

En el siguiente informe se estará presentando la realización de las experiencias hechas en el laboratorio de física, la cual fue titulada Movimiento Uniforme acelerado, en la cual los estudiantes de la universidad autónoma del caribe, con la supervisión del docente Iván José Mendoza Marenco. . Para poder comprender los diferentes fenómenos que se presentan en los fluidos en suspensión determinaremos los siguientes conceptos:  Presión: Definimos la presión como la cantidad de fuerza ejercida por unidad de área. Es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. Es una Magnitud que se define como la derivada de la fuerza con respecto al área. P = dF/dA Se expresa en unidades del sistema internacional de unidades (SI) mediante la unidad derivada denominada pascal (Pa) que corresponde a un newton por sobre metro cuadrado (N/m2), siendo el newton la fuerza aplicada a un cuerpo de masa igual a 1 kg que le produce una aceleración de 1 m/s2.  Hidrostática: La presión hidrostática, es la que se manifiesta en el interior de toda masa líquida, provocada por el peso de la columna de líquido que debe soportar un cuerpo sumergido. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido. El fluido genera presión sobre el fondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto. El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, la densidad del líquido y la profundidad a la que se encuentra. P=d*g*h  Presión atmosférica: La Presión atmosférica es el peso que ejerce el aire de la atmósfera como consecuencia de la gravedad sobre la superficie terrestre o sobre una de sus capas de aire. La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura,

no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variación de la densidad del aire ρ en función de la altitud z o de la presión p.  El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión en un punto del interior de un fluido (presión hidrostática) es directamente proporcional a su densidad, a la profundidad que se encuentre dicho punto y a la gravedad del sitio en el que se encuentre el fluido. Es frecuente que te den la densidad en otras unidades típicas como g/mL, g/L, g/cm3 en estos casos antes de nada debes pasarla a kg/m3, la presión se obtendrá, por tanto, en unidades del S.I. (Pascales). Esto lo puedes comprobar muy fácilmente si haces un agujero en una botella de plástico llena de agua, observarás que el chorro sale perpendicular a la superficie donde hiciste el agujero.  El principio de Pascal afirma que si se aplica una presión externa a un fluido confinado, la presión en todo punto del fluido aumenta por dicha cantidad. Sin embargo si te detienes a pensar un momento, de la ecuación fundamental de la hidrostática p=p0 + pgh , se puede deducir que si se aumenta de algún modo la presión p0, la presión p en cualquier punto también aumenta en la misma cantidad, es decir, el principio de Pascal es una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática.  Se llama "vasos comunicantes" a un conjunto de recipientes que están comunicados por su parte inferior. Si en un conjunto de vasos comunicantes se vierte un líquido homogéneo cualquiera, y se deja en reposo, se observa que, sin importar la forma o el volumen de los vasos, la superficie superior del líquido en todos ellos alcanza el mismo nivel. Este Fenómeno es conocido como "principio de los vasos comunicantes" y se explica teniendo en cuenta que en todos los puntos de la superficie del líquido la presión atmosférica es constante, así como la presión hidrostática a una profundidad dada, en el líquido, es siempre la misma.

MATERIALES

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Computador Sondas recta, en forma de u, en forma de “L” Sensor Recipiente de agua con medidas Campanas de cristal Manguera

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

En la universidad autónoma del caribe, ubicada en la ciudad de barranquilla – Colombia, nos reunimos en la sala de física calor y Ondas para realizar la practica titulada Presión hidrostática, a las 09:00 hora del día 21 de Agosto del 2017. La mecánica de esta práctica consistió en medir la presión en sondas de diferente forma, para esto utilizamos tres, una en forma recta, en forma de u y en forma de L, la cual nos dio como resultado una presión constante cuando estaba a la misma altura, y directamente proporcional a medida que aumenta la altura. Luego de sacar estas conclusiones, con la sonda rectas y las otras, nos dirigimos a realizar la tercera parte de la práctica que se trataba de entender, comprender y sacar conclusiones acerca de los vasos comunicantes, en la cual utilizamos las dos campanas de cristal y las unimos por medio de una manguera, agregamos agua y equilibramos las campanas entre sí, al variar esto, observamos que el agua mantiene el nivel haciéndonos comprender en qué consiste el Principio de los vasos comunicantes. Luego de esto, nos retiramos del Laboratorio de Calor y Ondas a las 11:00 del mismo día.

TABLA DE RESULTADOS Tabla 1 n 1 2 3

h/m 0,05 0,05 0,05

P/HFp 4,9 4,9 4,9

P_A1 4,52 4,17 4,32

E/% 8 15 12

P_A1 2,9 5,3 7,72

E/% 1 10 13

Tabla 2 n 1 2 3

h/m 0,03 0,06 0,09

P/HFp 2,94 5,88 8,82

ANÁLISIS DE LA TABLA DE RESULTADOS

En la tabla 1 se realizó la practica con las 3 sondas diferentes, se le coloco la misma altura los tres, y ala realizar la medición, nos dio como resultado que la Presión es constante de acuerdo a su altura, con un porcentaje menos a 15% que nos verifica que el proceso está bien realizado. En la tabla 2 solo utilizamos la sonda recta pero en cambio le cambiamos la altura, por lo cual, al realizar todo el proceso nos arrojó que la presión es directamente proporcional a la altura, por lo que observamos al aumentar la altura la presión aumenta considerablemente.

MODELOS MATEMÁTICOS

Estos son los modelos matemáticos que se utilizaron para comprobar La Presión Hidrostática

1. 𝑃 = 𝜌𝑔ℎ/100 en Hpg

GRÁFICAS Grafica 1

Grafica 2

ANALISIS FÍSICO DE LAS GRÁFICAS

Luego de haber agregado las variables adecuadas y haber realizado el proceso correcto, podemos observar las dos graficas correspondientes en la cual, la gráfica 1 es la correspondiente a la tabla 1 en donde nos dice que no cambia la altura y por tal es constante, y en la gráfica 2 podemos observar que al variar la altura, también varía la presión, con lo que podemos concluir que es directamente proporcional.

CONCLUSIONES

Podemos concluir que después de realizar la práctica, y colocar las variantes que nos pedían pudimos comprobar que la presión hidrostática se manifiesta en el interior de toda masa liquida y se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido. Además concluimos que la presión hidrostática depende directamente proporcional a la altura y no a la ubicación o dirección. Por otro lado pudimos observar el principio de los vasos comunicantes y pudimos comprobar que se cumple y es correcto de acuerdo a las teorías, pues, al agregar el agua por la manguera que conecta las dos campanas y subimos una campana más que otra, el nivel del agua sigue estando en el mismo lugar.

BIBLIOGRAFÍAS

https://definicion.de/presion-hidrostatica/

https://clubcienciasbosco.jimdo.com/f%C3%ADsica-11%C2%BA/1-mec%C3%A1nicade-fluidos/1-3-1-presi%C3%B3n-hidrost%C3%A1tica/

https://www.upct.es/seeu/_as/divulgacion_cyt_09/Libro_Historia_Ciencia/web/vasos_c omunicantes.htm

https://www.ecured.cu/Vasos_comunicantes

ANEXOS