Presion Hidrostatica.docx

TEMA: ¿ QUE PRESION EXISTE EN EL AGUA ? PRESION HIDROSTATICA DOCENTE: YOVANNY, BULEJE MENDOZA CURSO: LABORATORIO DE FISICA CICLO: II ¨A¨ ALUMNO: ANTONIO MELGAR, WALTER

ICA- 2014

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INTRODUCCIÓN:

La Hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en reposo. Los fluidos son aquellos cuerpos que tienden a tomar la forma del recipiente que los contiene Todo líquido contenido en un recipiente ejerce fuerzas contra las paredes del recipiente que lo contiene. Para poder comprender este fenómeno debemos introducir el concepto de presión. Esta se define como fuerza por unidad de área y la podemos representar de la siguiente manera: Presión = Fuerza/Área, su unidad es el pascal. Cuando un fluido se encuentra en reposo en un recipiente, todas las partes del fluido permanecen en equilibrio estático. Todos los puntos a la misma profundidad deben tener la misma presión. A la presión que ejerce un fluido en reposo se le denomina Presión Hidrostática. El fluido ejerce presión sobre el fondo, hacia la superficie y hacia los lados del recipiente. En la medida que aumenta la profundidad aumenta la presión ya que el peso del líquido aumenta El modelo matemático que representa la presión hidrostática es el siguiente: P= ρ*h*g Donde; ρ = densidad del fluido, h = altura del fluido g = aceleración de la gravedad. En este modelo podemos observar que la presión hidrostática depende de la densidad del fluido y de la altura en estudio.

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ÍNDICE

1. OBJETIVO

2. BASE TEORICA 3. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES

4. MONTAJE

5. PROCEDIMIENTO

6. CUADROS Y GRAFICOS

7. EVALUACION

8. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS

9. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS

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1. OBJETIVO

-

Determinar la presión hidrostática ejercida sobre el fondo, lateral y superficie de un líquido en reposo usando un sensor de presión.

-

Comprobar que la presión hidrostática es directamente proporcional a la altura de la sonda recta sumergida utilizando el sensor de presión.

-

Establecer el modelo matemático para que el software calcule la presión hidrostática a diferentes profundidades manipulando en forma correcta los rangos disponibles en el sensor de presión.

2. BASE TEORICA Es muy conocido el hecho de que los líquidos presionan hacia abajo, sobre el fondo del recipiente que los contiene y hacia los lados sobre las paredes del mismo. El volumen de un líquido está sometido a la acción de la gravedad, el peso del líquido que se encuentra en la parte superior ejerce una presión sobre el líquido que se encuentra en la parte inferior, es decir la presión bajo el agua aumenta con la profundidad, como la presión hidrostática es

P=ρxgxh, entonces se

observa que la presión es independiente del área de la vasija y de su forma pues solamente influye la densidad del liquido y su altura. La densidad es una característica de cada sustancia y es el cociente entre la masa y el volumen y veremos que el valor de esta es independiente de la cantidad de sustancia que se escoja.

2.1

Unidad de Presión

En el sistema internacional la unidad es el Pascal (Pa) y equivale a Newton sobre metro cuadrado.

La presión suele medirse en atmósferas (atm); la atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio o 14,70 lbf/pulg2 (denominada psi). La tabla siguiente define otras unidades y se dan algunas equivalencias.

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Unidad

Símbolo

Equivalencia

bar

bar

1,0 × 105 Pa

atmósfera

atm

mm

de

133.322 Pa

Torr

torr

133.322 Pa

lbf/pulg2

psi

0,0680 atm

kgf/cm2

Pa

1,01325

bar 1013,25 mbar

mmHg

mercurio

2.2

101.325

0,9678 atm atm

760,0 mmHg

psi

6.894, 75 Pa

Medidores de presión La mayoría de los medidores de presión, o manómetros, miden la diferencia entre la presión de un fluido y la presión atmosférica local.

Para pequeñas diferencias de presión se emplea un manómetro que consiste en un tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el fluido y el otro extremo abierto a la atmósfera.

El tubo contiene un líquido, como agua, aceite o mercurio, y la diferencia entre los niveles del líquido en ambas ramas indica la diferencia entre la presión del recipiente y la presión atmosférica local.

Para diferencias de presión mayores se utiliza el manómetro de Bourdon, llamado así en honor al inventor francés Eugène Bourdon. Este manómetro

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está formado por un tubo hueco de sección ovalada curvado en forma de gancho.

Los manómetros empleados para registrar fluctuaciones rápidas de presión suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea.

Como la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Una lectura negativa del manómetro corresponde a un vacío parcial.

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3. MATERIALES 

Pie estativo.



Varilla soporte, 600cm



Varilla de Soporte con orificio, 100 mm



Nuez doble



Sonda para presion hidrostatica



Tubito de vidrio 250 mm



Vaso de precipitados, 100ml, plástico



Soporte para tubos de vidrio



Campana de vidrio con tubuladora



Tubito de vidrio, 250 mm, 1 unidad de



Soporte para tubos de vidrio



Cinta métrica



Jeringuilla 20 ml.



Tubo de PVC, D interior 7mm



Glicerina, 250ml



Tijeras

4. MONTAJE: -

Monta un manómetro de tubo en U (figura1) con los dos tubitos de vidrio y el tubo de PVC (40cm).

-

Empalma la sonda al manómetro con un trozo de tubo de PVC (60cm), y sujétala en la nuez doble de manera que no alcance por ahora el vaso de precipitados.

-

Utilizando la jeringa como embudo, llena de agua el manómetro, hasta que los dos tubos estén llenos hasta la mitad.

-

Pon agua en el vaso de precipitados.

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5. PROCEDIMIENTO:

a. La presión hidrostática en función de la dirección en función de la dirección.  Para medir la presión sobre el fondo utiliza la sonda en forma de gancho, para la presión sobre los lados a sonda en ángulo recto y para la presión sobre la superficie la sonda recta.  En todos los casos sumerge la sonda 5cm (atención a la posición de la abertura), y expulsa el agua que penetre desplazando los brazo del manómetro.  La superficie de separación agua/aire no debe curvarse.  Al medirla presión lateral, el agua debe estar hasta aproximadamente la mitad en el brazo recto.  Repite cada medición tres veces. Anota en la tabla 1 la profundidad h y la diferencia del nivel de agua Δl, que es la medida de la presión p.

b. La presión hidrostática en función de la profundidad.  Utiliza la sonda recta.  Sumerge la sonda en el agua centímetro a centímetro, desde 1 a 10cm.  Expulsa en cada una de las posiciones el agua que haya penetrado en la sonda, elevando uno de los brazos del manómetro, hasta que la superficie de separación agua/aire en la abertura de la sonda sea lo más plana posible.  Anota en la tabla 2 la profundidad h de la sonda y la correspondiente diferencia de nivel de agua Δl en los dos brazos del manómetro.

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6. CALCULOS Y GRAFICAS: 1. Dirección de la presión Tabla 1 Profundidad h = 5 cm ▲//cm

Manometro Sobre el

▲//cm

6.1

5.8

6.0

5.97

2.3

2.0

1.9

2.07

3.9

3.9

4.0

3.93

fondo Sobre la superficie lateral

2. Presion hidrostática Tabla 2

h/cm

▲//cm

h/cm

▲//cm

1

0.2

6

2.6

2

0.9

7

2.9

3

1.3

8

3.5

4

1.7

9

3.9

5

2.1

10

4.3

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7. EVALUACION. a.) Explica por que se utiliza para medir la presión hidrostática p la diferencia de nivel de agua ▲/ en el manómetro. Porque dependiendo del nivel del agua se puede saber cuál de los lados esta a mayor presión, si el que esta con menos agua de un lado y con mayor del otro es que el del lado de menos agua la presión es mayor por algún factor externo a comparación del otro. Por esto es tan importante el nivel del agua porque nos indica cual tiene mayor presión y cual menor b.) Halla las medias ▲/ de los valores de la tabla 1 ya anotalos en la tabla de arriba. c.) A la misma profundidad, ¿se diferencian las presiones sobre el fondo, sobre la superficie y lateral? A la misma profundidad todos los átomos de agua tienen la misma presión. En la superficie solamente está la presión atmosférica. P relativa = 0 En el fondo estará la presión total, y será mayor q en cualquier otro punto. d.) Traza un diagrama con los valores de la tabla 2. ▲/ en función de h.

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e.) ¿Qué relación existe entre la profundidad h y la presion hidrostática p? La presion hidrostatica depende de la profundidad.

Como la presion hidrostatica es la presion que ejerce el agua sobre los objetos sumergidos y sobre las paredes del recipiente que lo contiene.

Mientras mas profundo se encuentre un objeto, mayor presion hidrostatica se ejercera sobre el.

Lo notaras cuando nadas por ejemplo, cuando flotas no sientes la presion hidrostatica, pero cuando te sumerges, sientes la presion del agua sobre tu cuerpo.

f.) Despues de la mediciones ¿qué puedes enunciar sobre la presión hidrostática?

8. CONCLUSION. Pudimos llegar a la conclusión de que la presión hidrostáticasiempre será constante a una profundidad constante y que esta va a variar a medida que se vaya aumentando o disminuyendo la altura

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9. Referencia Bibliográfica -

http://www.buenastareas.com/ensayos/Informe-Laboratorio-De-Fisica2/24785519.html

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http://www.fodonto.uncu.edu.ar/upload/hidrostatica.pdf

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http://www.monografias.com/trabajos35/hidrostaticahidrodinamica/hidrostatica-hidrodinamica.shtml

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http://www.monografias.com/trabajos35/hidrostaticahidrodinamica/hidrostatica-hidrodinamica.shtml

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