Temas De Hidraulica

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

Introducción:

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras:

1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p•dS, donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie.

Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.

De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple

Empuje=peso=f•gV

El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido f por la aceleración de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V.

OBJETIVO:

El objetivo de esa práctica es ver que ocurre al realizar el enunciado de “principio de Arquímedes” que compruebe que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con la fuerza ascendente igual al peso del volumen del fluido desplazado por dicho cuerpo

Material utilizar:

-Un vaso con un orificio de parte lateral

- Un vaso precipitado vacío y limpio

-moneda

-un trozo de madera con tornillos (de manera que sumergido a la mitad del vaso)

-corcho

DESARROLLO:

-Lavar el vaso precipitado bien limpio y secarlo por totalmente.

- llenar el vaso con agua donde estaba el nivel del orificio que tenia el vaso.

-Después pesar cada porción u objetos que se utilizara al igual el vaso precipitado vacío una vez que este totalmente limpio y seco.

-Lo siguiente introducir uno por uno al vaso con agua y conforme introduciendo cada objeto anotar sus resultados del la masa del agua derramada. Como, anotando el peso de vaso precipitado con agua desalojada menos peso de vaso precipitado vacío.

RESULTADOS:

Los resultados de su masa de los objetos fueron lo siguiente:

OBJETO MASA

Vaso de precipitado vacío 63.3 gramos

Corcho 3 gramos

Corcho con tornillos 9.84 gramos

Moneda 7.13 gramos

Y los resultados del peso de agua derramado de cada objeto fue lo siguiente:

OBJETO CANTIDAD DE AGUA DESALOJADA

Corcho 0 gramos

Corcho con tornillos 9.54 gramos

Moneda 7.2 gramos

OBSERVACIONES:

El corcho cuando se dejo caer al agua no se derramo nada de agua pues ese quedo flotando, no se sumergió, porque sucedió así? Fácil el peso del corcho es menor a la densidad del agua, así es cuando no se hunde el corcho. Pero subió muy poquito su nivel del agua, pero no desalojo el agua debido que pesa muy poco.

El trozo de madera con tornillos se dejo caer al agua y en si se derramo el agua en casi la misma cantidad de masa del trozo de madera, eso quiere decir que si se comprueba el experimento del enunciado “el principio de Arquímedes”

Y por ultimo fue la moneda de 5 pesos se dejo caer al agua, inmediatamente se hundió hasta al fondo del vaso, y se derramo muy poco agua al vaso precipitado ¿pero porque sucedió así? Fácil el peso de la moneda es mucho más mayor que la densidad del agua.

CONCLUSION:

La conclusión que se llego es que unos cuerpos se hunde dependiendo de su peso y si es menor a la densidad del agua queda flotando porque ejerce una fuerza hacia arriba y si es mayor a la densidad del agua se hundirá sin importarse el volumen y su tamaño del dicho cuerpo. Eso se comprueba el experimento del “Principio de Arquímedes”.

PRINCIPIO DE PASCAL

Cuando un fluido confinado se completa incluido un cambio de presión en un solo lugar se transmite a través del fluido. Considere la posibilidad de un globo de agua con el aire insignificante. Apretando un lado del globo transmite la presión a todas las otras regiones por lo general resulta en la dirección opuesta del globo siendo empujado hacia el exterior, que se extiende al globo.

Apretando un lado del globo transmite la presión a todas las otras regiones por lo general resulta en la dirección opuesta del globo siendo empujado hacia el exterior, que se extiende al globo.

Principio de Pascal

Establece que un cambio en la presión en cualquier punto de un fluido encerrado que está en reposo se transmite sin disminución en todos los puntos en el líquido y en todas las direcciones.

Echemos un vistazo a una versión simplificada de un elevador hidráulico. Aplicar el Principio de Pascal nos permite ver que la presión ejercida sobre el pistón pequeño se difundirá a través de los fluidos confinados (generalmente aceite) y se transmite al pistón más grande.

A primera vista, podría parecer como si estamos recibiendo energía "libre", ya que un F fuerza inicial aplicada a un área A

P 1 = F / A

Produce una fuerza de 6 F aplicada a la zona 6A

P 2 = 6 F / 6 A = P 1

Sin embargo, la energía debe ser conservada y el trabajo

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