Informe Lab

Objetivos generales:

_ Determinar la relación entre la presión en un fluido y la profundidad.

_ A partir de la relación obtenida determinar el valor de la densidad del líquido

Objetivos específicos:

_ Calcular una variable física atreves del método de mínimos cuadrados

_ Validación de datos

_ Implementación de grafico

Introducción Teórica

Para calcular la forma en que cambia la presión en un fluido en equilibrio, en función de la profundidad (bajo la influencia de la fuerza de atracción gravitacional), se considerará a un fluido confinado en un recipiente como se observa en la figura.

Consideremos a un elemento imaginario de fluido en su interior, de espesor dy (muy delgado), un volumen dV, una densidad homogénea  y una masa dm. Sus caras horizontales tienen área A., está en equilibrio.

Las fuerzas que actúan sobre el elemento de fluido son las siguientes:

• En la cara superior, a la profundidad y, existe una presión p, por tanto, hacia abajo existe una fuerza de módulo, F 1= pA.

• En la cara inferior, a la profundidad y + dy, existe una presión p + dp y sobre ella una fuerza vertical hacia arriba de módulo F 2 = (p+dp)A.

• También existe sobre el elemento de fluido una fuerza hacia abajo, correspondiente al peso del elemento dw = dmg = (dV)g = ( A dy)g, esta última es una expresión más apropiada por tratarse de un fluido de densidad  .

Por lo tanto, debe cumplirse que:

F 1 - dw – F 2 = O, dividiendo por A y resolviendo la ecuación, se tiene la ec.(l):

dp = gdy (1)

que nos proporciona la relación que existe entre una variación diferencial de presión en relación con una variación diferencial de profundidad. Si queremos encontrar la relación entre una variación finita de presión y una variación finita de profundidad, debemos integrar la ecuación (1).

Si integramos entre el punto donde y = 0 (donde la presión es p0, que puede ser la presión atmosférica o en general, la que allí exista), y el punto donde y = h (donde la presión es p), se tiene:

p- p0= g (y- 0)

p - p0= gh (presión manométrica) (2)

de donde:

p = p 0 + g h (presión absoluta) (3)

Materiales

- 1 Probeta con agua

- 1 sensor de baja presión pasco mo CI653ba sensibilidad: 0,1 kpascal error: ± 0,1 kpascal

- regla o huincha sensibilidad: 0,01 m error: ± 0,005 m

- soporte universal

- 3 nueces

- 3 barras

- interface

- pc

- Dataestudio

- agua de la llave

- varilla

Variables

Depedencia fuerte: Densidad, Presion, Profundidad (altura)

Dependencia débil: gravedad

Independiente: nose

Montaje experimental

Condiciones iniciales:

g=9,78 m/s

Procedimiento Experimental

1. Se coloca la probeta sobre la mesa

2. Se llena con agua la probeta hasta arriba.

3. Se colocan el soporte universal, junto con las barras y nueces para poder instalar el medidor de baja presión a una cierta profundidad.

4. Se configura el programa data Studio para que realice un grafico de presión en función de la profundidad y que también tome valores de la presion, según indicaciones de su profesor

5. Se realizan 10 mediciones para cada profundidad, las cuales son: 0,050 m, 0,100 m, 0,150 m, 0,200 m y 0,250 m

Tabla de datos experimentales.

Tabla 1: profundidad 0,050 ± 0,005 m

Medicion Presion (error: ± 0,1 kpascal)

1° 94,20

2° 93,80

3° 94,70

4° 93,80

5° 94,20

6° 94,20

7° 94,70

8° 94,70

9° 94,20

10° 93,80

Tabla 2: profundidad 0,100 ± 0,005 m

Medicion Presion (error: ± 0,1 kpascal)

1° 94,70

2° 94,20

3° 94,70

4° 94,70

5° 94,70

6° 94,70

7° 94,20

8° 94,70

9° 94,70

10° 94,70

Tabla 3: profundidad 0,150 ± 0,005 m

medicion Presion (error: ± 0,1 kpascal)

1° 95,20

2° 95,20

3° 94,70

4° 95,20

5° 95,20

6° 95,20

7° 94,70

8° 95,20

9° 94,70

10° 95,20

Tabla 4: profundidad 0,200 ± 0,005 m

Medición Presion (error: ± 0,1 kpascal)

1° 95,40

2° 95,30

3° 95,40

4° 95,40

5° 95,50

6° 95,50

7° 95,60

8° 95,50

9° 95,40

10° 95,60

Tabla 5: profundidad 0,250 ± 0,005 m

Medición Presion (error: ± 0,1 kpascal)

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