Lab fisica 6

Informe N°6

Laboratorio de Física

Estática de Fluidos

Resumen

En este laboratorio se realizaron dos experiencias en las cuales se estudió la hidrostática actuando sobre agua y alcohol. La primera experiencia consistió en un estudio del empuje al sumergir un cuerpo en ambos líquidos, mientras que en la otra experiencia se trabajó con un sensor de presión, realizando una tabulación de datos para calcular la densidad de los líquidos

Objetivos

• Estudiar el empuje sobre un cuerpo sumergido en un fluido.
• Estudiar la presión hidrostática.

Introducción

El estudio de la hidrostática permite realizar mediciones con diversos tipos de líquido, estas mediciones nos permiten calcular conceptos físicos.

En esta ocasión se trabajó con 2 de ellos: agua y alcohol. En una de las experiencias, se calculara la densidad de ambos líquidos mediante la representación de gráficos, para ello es necesario realizar una tabulación de datos.

La otra experiencia consiste en un estudio sobre el empuje al sumergir un cuerpo de masa M en ambos líquidos.

Marco Teórico

La presión hidrostática es la presión debida al peso de un fluido en reposo, definida como fuerza por unidad de superficie, su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Pascal (N/m2). El fluido, debido a la presión, ejerce fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que lo contiene así como sobre cualquier superficie de un cuerpo sumergido en el fluido. Es una magnitud escalar y su intensidad, en el caso de los líquidos, está dada por la expresión:

[pic 1]

 Que corresponde a la presión que ejerce el peso de la atmosfera sobre la superficie de la Tierra (a 45º de latitud y a nivel del mar pues el aire de la atmósfera también es un fluido);[pic 2]

, densidad del fluido;[pic 3]

, aceleración de gravedad;[pic 4]

ℎ, profundidad medida a partir de la superficie libre del fluido.

Una propiedad importante de la presión en los fluidos está dada por el Principio de Pascal: “Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente, se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a la paredes que lo contienen”.

Esta característica de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones, a diferencia de los sólidos, que transmiten fuerzas.

También en un fluido y como la resultante de las fuerzas originadas por la presión que un fluido ejerce sobre la superficie envolvente de un cuerpo total o parcialmente sumergido en él, este ejerce una fuerza sobre el cuerpo denominada Empuje, dirigida verticalmente hacia arriba y cuya intensidad corresponde al peso del líquido desalojado por el cuerpo, la expresión que permite determinar su valor es:

[pic 5]

Relación funcional entre Presión y Altura

[pic 6][pic 7]

Materiales

Descripción Experimental y Montaje

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

Desarrollo de Experiencias

Experiencia 1

Tabla 1. Muestra la profundidad de la masa sumergida en la probeta con agua, y el valor del empuje respecto al sistema construido.

Siendo la masa con un valor [pic 16]

[pic 20]

Tabla 2. Muestra la profundidad de la masa sumergida, esta vez, con alcohol. Además se tabula el valor del empuje respecto al sistema construido.[pic 21]

Al construir las gráficas Profundidad [m] vs Tensión [N] con respecto a ambos líquidos, se obtiene una línea horizontal. Además, al calcular los valores del empuje para cada caso, se obtienen, para el caso del agua valores que en un principio aumentan, luego se mantienen, aumenta un poco y vuelve a mantenerse. Para el caso del alcohol, el empuje aumenta a medida que la tensión disminuye, ya que mg es un valor constante, pero la variación de empuje es mínima, ocurriendo lo mismo con el agua, lo que indica que el empuje que actúa sobre el cuerpo, al estar sumergido totalmente tanto en agua como en alcohol, no varía significativamente.

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