Presión hidrostática - Laboratorio de física

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Laboratorio de física

Práctica #5

“Presión hidrostática”

Olvera Correa Daniel

Fuentes Jiménez Iván Fernando

Silvestre Pérez Vicente de Paul

Trujillo Díaz Ali Gabrielle

Profesor:

Francisco Nava Cervantes

Fecha de entrega:

12/abril/2018

Práctica #5: Presión hidrostática

OBJETIVOS:

Determinar experimentalmente, la expresión matemática de la presión (absoluta), en cualquier punto de un líquido en reposo en función de su profundidad y de la densidad del líquido. (Ecuación fundamental hidrostática).

P= f (h,ρ)

INTRODUCCIÓN:

● Presión absoluta: En las superficies de un fluido en reposo, ya sean externas, o internas sólo pueden haber fuerzas, normales y distribuidas en toda el área.

La presión absoluta P en un punto de un fluido es la fuerza normal por unidad de área que hay en el, es la presión respecto al vacío total, es decir:

P = FA

● Presión relativa o manométrica: La presión relativa Pr en un punto de un fluido es la diferencia que existe entre su presión absoluta P y la presión atmosférica Pₒ; es decir:

Pᵣ= P- Pₒ

La presión manométrica se mide en relación a la presión atmosférica, por lo que cualquier cambio en el tiempo atmosférico o en la altitud influye directamente sobre la lectura.

● Presión hidrostática: presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido. Provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.

● Presión atmosférica: La presión atmosférica es el peso de la columna de aire que hay sobre cualquier punto o lugar de la tierra y es por tanto el peso por unidad de superficie. Cuanto mayor es la altura, menor es la presión atmosférica y cuanto menor es la altura y más se acerque a nivel del mar, mayor será la presión.

P=dgases⋅g⋅h

● Densidad: La densidad ρ de una sustancia en un punto dado es la masa entre la unidad de volumen que allí existe. Si la sustancia es homogénea, se calcula así:

ρ =mV

● Peso específico.- El peso específico 𝛾 en un punto de una sustancia es el peso entre la unidad de volumen que hay en él y si la sustancia es homogénea a calcula así:

Pe=WV

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Material:

4 líquidos con diferente densidad

1 probeta de 500 mL

1 tubo lastrado

15 balines

1 balanza granataria

1 vernier

1 pipeta volumétrica de 50 mL

1 vaso de precipitado de 50 mL

Procedimiento:

Llenar la probeta con uno de los líquidos aproximadamente unos 450ml.

Introducir el tubo lastrado sin balines y medir la profundidad h que alcanza su base.

Hacer lo mismo agregando 3 balines en el interior del tubo lastrado y determinar la profundidad alcanzada.

Agregar balines de 3 en tres y hacer las mediciones..

Registrar los datos obtenidos en una tabla.

Registro de datos:

Número de balines en el tubo

Altura (h) (cm)

Presión relativa (Pr) (dinas/cm2)

L1

L2

L3

L4

0

16.7

11.6

13.5

12.3

12925.6814

3

18.5

12.7

15

13.6

14358.7467

6

20.2

14

16.2

15

15791.8114

9

22

15.1

17.9

16.2

17224.8762

12

23.9

16.4

19.2

17.5

18657.9409

15

_

17.6

20.6

18.8

20091.0057

Peso de un balín= 2.125gr

Peso del tubo= 57.5cm diámetro= 2.356cm

Pr=mt+Nmbgd 24

OBSERVACIONES:

Al aumentar h aumenta Pr

Las cuatro rectas pasan cerca del origen

Pr ∝ h Pr=bh

Al aumentar la pendiente aumenta ρ

ANÁLISIS DE DATOS:

Obtención de ecuaciones de las rectas por medio de regresión lineal:

Alcohol

a1= -422.6732

b1= 800.3200

r= .9998

Ecuación resultante:

L1: Pr= -422.6732+800.3200h

ρ=0.758gcm3

Líquido verde

a2= -380.6821

b2=1125.1047

r=0.9973

Ecuación resultante:

L2:Pr= -380.6821+1125.1047h

ρ=1.190gcm3

Agua

a3= -659.3464

b3= 1005.9193

r= .9993

Ecuación resultante:

L3: Pr= -659.3464+1005.9193h

ρ=1gcm3

Líquido Rojo

a4= -684.7030

b4= 1104.4783

r= 0.9998

Ecuación resultante:

L4: Pr= -684.7030+1104.4783h

ρ=1.100gcm3

ρ

b

bρ

ρ2

0.758

800.3200

606.6425

0.5745

1.00

1005.9193

1005.9193

1.00

1.10

1104.4783

1214.9261

1.21

...