Practica De Laboratorio N#1

OBJETIVO GENERAL.

Verificar la ecuación fundamental de la estática de fluidos y comprobar el principio de Arquímedes.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Analizar el comportamiento de dos fluidos en un tubo en “U”.

Reconocer la presencia de la presión atmosférica sobre un líquido.

Calcular la presión manométrica dentro de un fluido.

Comprobar la ecuación fundamental de la estática de fluidos.

Verificar experimentalmente la existencia del empuje o fuerza de flotación que sufre un cuerpo sumergido en un líquido.

Comparar el empuje que recibe un cuerpo al sumergirse en líquidos diferentes.

Determinar la densidad de sólidos aplicando el “Principio de Arquímedes”.

MATERIALES.

Tubo en forma de “U”.

Dinamómetro.

Probeta.

Densímetro.

Picnómetro.

Masas con diferente peso.

Agua.

Aceite mineral.

MARCO TEORICO.

DENSIDAD: la densidad es definida como masa por unidad de volumen.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA: es la fuerza que se ejerce sobre la atmósfera en cualquiera de sus puntos, estas fuerzas no sólo existe en el planeta tierra sino en otros planetas y satélites también se presenta.

PRESIÓN MANOMÉTRICA: esta presión es la que ejerce un medio distinto al de la presión atmosférica, representa la diferencia entre presión real o absoluta y la atmosférica, la presión manométrica solo se aplica cuando la presión es superior a la atmosférica, cuando esta cantidad es negativa se la conoce bajo el nombre de presión negativa.

PRESIÓN ABSOLUTA: es la suma entre la presión manométrica y la presión atmosférica.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES: cualquier cuerpo sumergido completa o parcialmente en un fluido es empujado hacia arriba por una fuerza igual al fluido desplazado por el cuerpo.

APLICACIONES PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES: 1.Un objeto sumergido totalmente: si la densidad del objeto es menor que la densidad del fluido, el objeto no sostenido se acelerará hacia arriba. Si la densidad del objeto es mayor que la densidad del fluido, el objeto no sostenido se hundirá.

2. Un objeto en flotación: consideremos un objeto en equilibrio estático que flota en un fluido, es decir, un objeto parcialmente sumergido. En este caso, la fuerza de flotación hacia arriba se equilibra con el peso hacia abajo del objeto.

PROCEDIMIENTOS.

PRIMERA PARTE:

Se depositó agua en un tubo en forma de “U”.

Se agregó una pequeña porción de aceite mineral, marcando dos puntos al mismo nivel, con estos puntos se midió la altura del aceite (H) y la altura del agua (h).

Con estas alturas se calculó la presión para el aceite (P_1) y la presión para el agua (P_2).

Se repitió el proceso cinco veces, cada vez agregando un poco más de aceite.

Se calculó el porcentaje de error (%E), tomando a P_1 como el valor experimental (V_E) y P_2 como el valor teórico (V_T).

SEGUNDA PARTE:

Se tomó un dinamómetro, con este se registró el peso de tres masas, luego sin suspender el dinamómetro se sumergieron las masas en agua dentro de una probeta, se registró el peso de las masas dentro del agua.

Con la ayuda de la probeta se registró el volumen de agua desalojada por el cuerpo y se calculó la cantidad de agua desplazada.

Se calculó la fuerza de empuje (E) haciendo la diferencia entre el peso en el aire y el peso en el agua.

Se calculó el porcentaje de error (%E) comparando el peso del agua desalojada con la fuerza de empuje.

Se cambió el agua por aceite y se repitió el procedimiento anterior con las mismas tres masas.

TOMA DE DATOS.

OPERACIONES TABLA 1.

Presión cuando H=0,0603 m:

P_1=ρ_1 gH

P_1=840 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,0603 m

P_1=496,3896 N/m^2

Presión cuando H=0,0792 m:

P_1=ρ_1 gH

P_1=840 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,0792 m

P_1=651,9744 N/m^2

Presión cuando H=0,1009 m:

P_1=ρ_1 gH

P_1=840 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,1009 m

P_1=830,6088 N/m^2

Presión cuando H=0,1225 m:

P_1=ρ_1 gH

P_1=840 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,1225 m

P_1=1008,42 N/m^2

Presión cuando H=0,1523 m:

P_1=ρ_1 gH

P_1=840 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,1523 m

P_1=1253,7336 N/m^2

Presión cuando h=0,0541 m:

P_2=ρ_2 gH

P_2=1000 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,0541 m

P_2=530,18 N/m^2

Presión cuando h=0,0691 m:

P_2=ρ_2 gH

P_2=1000 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,0691 m

P_2=677,18 N/m^2

Presión cuando h=0,0835 m:

P_2=ρ_2 gH

P_2=1000 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,0835 m

P_2=818,3 N/m^2

Presión cuando h=0,109 m:

P_2=ρ_2 gH

P_2=1000 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,109 m

P_2=1068,2 N/m^2

Presión cuando h=0,1356 m:

P_2=ρ_2 gH

P_2=1000 Kg/m^3 *9.8 m/s^2 *0,1356 m

P_2=1328,88 N/m^2

Porcentaje de error cuando P_1=496,3896 N/m^2 y P_2=530,18 N/m^2 :

%E=|(V_T-V_E)/V_T |*100

%E=|(530,18 N/m^2 -496,3896 N/m^2 )/(530,18 N/m^2 )|*100

%E=6.37 %

Porcentaje de error cuando P_1=651,9744 N/m^2 y P_2=677,18 N/m^2 :

%E=|(V_T-V_E)/V_T |*100

%E=|(677,18 N/m^2 -651,9744 N/m^2 )/(677,18 N/m^2 )|*100

%E=3.72 %

Porcentaje de error cuando P_1= 830,6088 N/m^2 y P_2=818,3 N/m^2 :

%E=|(V_T-V_E)/V_T |*100

%E=|(818,3 N/m^2 -830,6088 N/m^2 )/(818,3 N/m^2 )|*100

%E=1.50 %

Porcentaje de error cuando P_1=1008,42 N/m^2 y P_2=1068,2 N/m^2 :

%E=|(V_T-V_E)/V_T |*100

%E=|(1068,2 N/m^2 -1008,42 N/m^2 )/(1068,2 N/m^2 )|*100

%E=5.59 %

Porcentaje de error cuando P_1=1253.7336 N/m^2 y P_2=1328,88 N/m^2 :

%E=|(V_T-V_E)/V_T |*100

%E=|(1253,7336 N/m^2 -1328,88 N/m^2 )/(1253,7336 N/m^2 )|*100

%E=5.65 %

TABLA 1.

H (m) h (m) P_1 (N/m^2) P_2 (N/m^2) %E

0,0603 0,0541 496,3896 530,18 6,37 %

0,0792 0,0691 651,9744 677,18 3,72%

0,1009 0,0835 830,6088 818,3 1,50%

0,1225 0,109 1008,42 1068,2 5,59 %

0,1523 0,1356 1253,7336 1328,88 5,65 %

OPERACIONES TABLA 2.

Peso en el aire cuando la Masa=52 g:

W_1=mg

W_1=52 g*980 cm/s^2

W_1=50960 Dinas

Peso en el aire cuando la Masa=83 g:

W_1=mg

W_1=83 g*980 cm/s^2

W_1=81340 Dinas

Peso en el aire cuando la Masa=65 g:

W_1=mg

W_1=65 g*980 cm/s^2

W_1=63700 Dinas

Peso en el agua cuando la Masa=46 g:

W_2=mg

W_2=46 g*980 cm/s^2

W_2=45080 Dinas

Peso

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