Labopratorio De Fisica

Autónoma de Occidente

Facultad de Ciencias Básicas

Departamento de Física

Variación de la presión con la profundidad en un fluido

Profesores: Alexander Osorio Caicedo, Mónica María Rico Castro

Variación de la Presión con la Profundidad en un Fluido

Objetivo

· Determinar la relación de la presión en un fluido con la profundidad.

Fundamentación

Cuando se sumerge un cuerpo en un fluido en equilibrio, éste ejerce una fuerza perpendicular a la

superficie del cuerpo en cada punto de la superficie. Esta fuerza por unidad de área se denomina

presión P del fluido:

F

P

A

= (1)

En un fluido incompresible en equilibrio, la presión ejercida por el líquido sobre un cuerpo sumergido

depende de la densidad del fluido y la profundidad a la que se halle el cuerpo.1

Es importante tener en cuenta que la presión no depende de la cantidad de líquido presente. El

volumen no es un factor clave. Por ello, se sentirá la misma presión un metro bajo el agua en una

piscina que a la misma profundidad en un lago muy grande.2

En esta práctica se encontrará experimentalmente la relación entre la presión y la profundidad para

diversos fluidos.

Igualmente, se encontrará el peso específico g para los fluidos estudiados, definido como el peso por

unidad de volumen de una sustancia y que se calcula como:

g = r g (2)

Donde r es la densidad del fluido y g es la aceleración de la gravedad. Esta cantidad es de amplio uso en

ingeniería, tanto en el diseño de estructuras como en la dinámica de fluidos.3

Preinforme

Para la realización de esta práctica es imprescindible que tenga un conocimiento básico sobre algunos aspectos. El

instructor evaluará este conocimiento solicitando un pre-informe (individual o grupal) o a través de una prueba

corta antes de iniciar la sesión de laboratorio.

1. Deduzca la relación entre la presión y la profundidad para un fluido incompresible en equilibrio de

densidad conocida r.

2. Al final de la Guía se encuentran datos de presión vs. profundidad tomados en el laboratorio.

Determine el peso específico de la sustancia empleada y sus incertidumbres absoluta y relativa. ¿Se

trata de agua pura o una solución salina?

3. Se hace fluir plasma sanguíneo desde una bolsa a través de un tubo hasta la vena de un paciente, en un

punto en que la presión de la sangre es de 12 mmHg. La densidad específica del plasma a 37ºC es de

1,03. ¿Cuál es la altura mínima a la que deberá estar la bolsa para que el plasma entre en la vena?

1 Paul A. Tipler, Gene Mosca. Física para la Ciencia y la Tecnología, volumen 1. Reverté, Barcelona, 2005.

2 Paul G. Hewitt. Física Conceptual. Novena edición, Pearson Educación, México, 2004.

3 Wikipedia. Specific weight. Last modification: 16 January 2007. http://en.wikipedia.org/wiki/Specific_weight

Universidad Autónoma de Occidente

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Departamento de Física

Variación de la presión con la profundidad en un fluido

Profesores: Alexander Osorio Caicedo, Mónica María Rico Castro

Equipo Requerido

· Interfaz ScienceWorkshop · Sensor de presión absoluta

· Soporte universal y barra de acero de 1 m · 2 probetas de 100 mL

· Nuez y pinza de sujeción · Escuadra

· Tubo de vidrio de 30 cm de longitud · Banco de altura graduable

· 1 beaker de 1 L (opcional)

Procedimiento

Parte I. Configuración de la interfaz y el sensor

1. Conecte la interfaz ScienceWorkshop al computador y enciéndala.

2. Conecte el sensor de presión absoluta en uno de los canales analógicos de la interfaz.

3. Ejecute el programa DataStudio e instale el sensor de presión absoluta.

4. Verifique que la medida a registrarse corresponda a la de presión, y tenga en cuenta las unidades que

empleará para esta variable.

5. Antes de continuar con la configuración de los equipos, seleccione el medidor digital y de clic en el

botón inicio. Tome nota del valor de la presión atmosférica en el Cuaderno de Prácticas. (Nota: si lo

desea, puede cerrar el medidor digital de presión).

6. La toma de datos comprenderá la introducción manual de los datos de profundidad. Para registrarlas,

haga clic en el botón Opciones de muestreo. Seleccione la opción Conservar datos sólo si se solicita y habilite las

demás opciones disponibles (Escribir valor con el teclado… y Solicitar un valor). Ver Figura 1.

Figura 1

Escriba un Nombre para la variable y defina las unidades con las que reportará la profundidad.

7. Cree un gráfico Presión vs. profundidad.

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Variación de la presión con la profundidad en un fluido

Profesores: Alexander Osorio Caicedo, Mónica María Rico Castro

Parte II. Configuración del equipo

1. Introduzca la manguera del sensor de presión en el tubo de vidrio, haciendo que coincidan sus extremos.

Ver figura 2 a.

2. Llene la probeta con el fluido hasta aproximadamente el 80 % de su altura total (el criterio a seguir es que el

líquido no rebose cuando se introduzca hasta el fondo el tubo de vidrio con la manguera). Ver Figura 2b.

3. Con la pinza sujete el tubo de vidrio, buscando mantenerlo en posición vertical. Ver Figura 2c.

4. Coloque la probeta sobre el banco de altura graduable. Inicialmente, lleve el banco a su posición más

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