Laboratorio De Fisica Termodinamica Ley De Bernoulli

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

ÁREA DE FISICA

FUNDAMENTOS DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA

ECUACION DE BERNOULLI Y TORRICELLI

Fabián soto, Daniel lancheros, sergio segura

RESUMEN

El informe de laboratorio, consiste, en realizar las diferentes practicas de dos personajes muy importantes que han trabajado de mano de la física. Se empezó primordialmente con el señor Daniel Bernoulli, físico matemático holandés- suizo. La ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido bajo condiciones variantes y tiene la forma siguiente:

Esta ecuación se aplica en la dinámica de fluidos. Un fluido se caracteriza por carecer de elasticidad de forma, es decir, adopta la forma del recipiente que la contiene, esto se debe a que las moléculas de los fluidos no están rígidamente unidas, como en el caso de los sólidos. Fluidos son tanto gases como líquidos. Los efectos que se derivan a partir de la ecuación de Bernoulli eran conocidos por los experimentales antes de que Daniel Bernoulli formulase su ecuación, de hecho, el reto estaba en encontrar la ley que diese cuenta de todos estos acontecimientos. En su obra Hidrodinámica encontró la ley que explicaba los fenómenos a partir de la conservación de la energía (hay que hacer notar la similitud entre la forma de la ley de Bernoulli y la conservación de la energía). En base a esta información, se realizo el respectivo laboratorio. Se tomo un tubo de PVC con 48 cm de longitud, el cual contenía 4 agujeros los cuales fueron sellados con plastilina, posteriormente se ubicó el tubo de PVC en el soporte universal a una altura de 30 cm desde el suelo hasta donde inicia el tubo. Luego se llenó el tubo con agua hasta el borde, siguiente a esto se ubicó un recipiente de plástico el cual estuviera ubicado donde posiblemente caería el chorro de agua al destapar cada uno de los huecos antes sellados, posterior a esto se empezó a destapar uno por uno los agujeros, se observo el primer momento de caída del agua hasta el recipiente, cuyo movimiento es semiparabolico. Se tomaron las medidas de distancias y diámetros correspondientes a cada agujero y a cada caída dentro del recipiente.

PALABRAS CLAVE: Fluido, caída libre, movimiento parabólico, velocidad, tiempo.

1 INTRODUCCIÓN

El presente informe se da para el estudio fundamental de los fluidos y saber cómo funcionan las ecuaciones de Bernoulli y Torricelli, el teorema de Bernoulli aplicado a dos secciones de una tubería que transporta un fluido, traduce en términos analíticos el principio de la conservación de la energía. Todo inicia con el principio de Bernoulli, este principio dice que el fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel Bernoulli, un científico Suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo. El principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los varios puntos del sistema, es constante, si el flujo sea constante.

Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la velocidad también se modifica. La energía cinética aumenta o disminuye. En tanto, la energía no puede ser creada ni tampoco destruida. Enseguida, el cambio en la energía cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión. El uso de un Venturi en el carburador de un automóvil es un ejemplo del principio de Bernoulli. En el pasaje de aire a través de la restricción la presión se disminuye. Esa reducción de presión permite que la gasolina fluya, se vaporice y se mezcle con el aire. Existe un interesante teorema, esta aplicado a dos secciones de una tubería que transporta un fluido, traduce en términos analíticos el principio de la conservación de la energía.

La ecuación permite constatar que la variación de energía (pérdida) sucedida aguas arriba o aguas abajo de la tubería, es debida a la variación de presión. Bueno, pero aparte de esta fórmula, se trabaja la de la Ecuación de Continuidad (Véase la Figura 1) esta traduce en flujo de fluido incompresible el principio de conservación de la masa

Q= vA1 = VA2 (Figura 1)

Se presenta es última e importante también la de la Conservación de la cantidad de movimiento: El principio de la conservación de la cantidad de movimiento está basado en la segunda ley de Newton y establece que la fuerza es igual a la variación del movimiento lineal en orden del tiempo.

Con esta pequeña introducción, sobre el tema, se entiende que la práctica de laboratorio, se trabaja con el principio de Bernoulli. En los siguientes puntos encontrara la forma en la que se trabajo este principio, se puso en práctica, el concepto de caída libre también, se tomaron medidas de distancia.

2 MARCO TEÓRICO

Temas a tener en cuenta antes de la práctica:

 Ecuación de Continuidad: Establece que la divergencia de la densidad de corriente es igual al negativo de la derivada de la densidad de carga respecto al tiempo.

 La ecuación de Bernoulli es eficaz y útil porque relaciona los cambios de presión con los cambios en la velocidad y la altura a lo largo de una línea de corriente. Para poder aplicarse, el flujo debe cumplir con las siguientes restricciones:

a) Flujo estable.

b) Flujo incompresible.

c) Flujo sin fricción.

d) Flujo a lo largo de una línea de corriente.

 Esta ecuación se aplica en la dinámica de fluidos. Un fluido se caracteriza por carecer de elasticidad de forma, es decir, adopta la forma del recipiente que la contiene, esto se debe a que las moléculas de los fluidos no están rígidamente unidas, como en el caso de los sólidos. Fluidos son tanto gases como líquidos.

 Para llegar a la ecuación de Bernoulli se han de hacer ciertas suposiciones que nos limitan el nivel de aplicabilidad:

• El fluido se mueve en un régimen estacionario, o sea,

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