Informe de laboratorio de Física Ii
Tema: Presión Hidrostática Profesor: Lic. Fernando Salazar Espinoza
Alumnos: Simón Ñahui, Jahir Anthony
1519210148
Anastasio Torres, Alan Fidel
1519220127
Luyo Vivas Nerida, Fabiola
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Toribio Domínguez, Errol
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Incio veliz ,Renzo
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INTRODUCCIÓN La hidrostática estudia los líquidos en reposo, que se diferencian de los gases en el “coeficientes de compresibilidad”; la presión varía, esta disminuye con la altura y aumenta con la profundidad. En esta experiencia se demostrará que la presión está relacionada directamente con la profundidad Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:
= ℎ + 0
Objetivos Hallar la relación entre la presión y la profundidad en un líquido en reposo. Determinar la densidad del líquido.
Comprobar la existencia de la presión hidrostática en los líquidos y determinar mediciones de la presión con el manómetro en el laboratorio Determinar la densidad de una sustancia por un método grafico
Materiales y Procedimiento Materiales:
-Computadora
-Interface science workshop 750
Probeta de 100 ml soporte universal
Sensor de presión
PROCEDIMIENTO Activar la Interface y luego la PC, Activar el programa Data Studio y seleccionar crear experimento”. Conectar el sensor de presión que mide de 0 a 700 KPa. Elija una frecuencia de muestreo de 20 Hz y una medida de presión en pascales active un medidor digital para ver los valores de presión realice el montaje de accesorios y sensores tal como se ve en la figura. “
Verifique que la lectura del sensor en la superficie del fluido antes de sumergir el tubo sea la presión atmosférica (1.013x105 N/m2). Sumerja el tubo 1 cm, active “inicio” para comenzar la toma de datos; mantenga la posición 5 segundos. Seguidamente aumente la profundidad en un 1cm y tome la lectura, otra vez realice el paso b hasta alcanzar la profundidad total de la probeta anote los datos de presión y profundidad en la tabla usando la actividad “introducir datos” en el Data Studio, genere un gráfico para presión vs. Profundidad y determine la pendiente, de donde obtendrá el valor de la densidad del líquido N 1 2 3 4 5 6 7 Presión 100.1 100.4 100.8 101.4 101.9 102.4 102.9 profundidad 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
CUESTIONARIO 1. ¿Existe una divergencia significativa, entre el valor calculado y la densidad determinada experimentalmente? Explique
No. Los valores obtenidos son muy cercanos a los valores teóricos, lo que indica que el cálculo en el laboratorio se realizó de forma adecuada y sin muchos errores de medición. 2. ¿Afecta la temperatura en la medición realizada?, si es así, ¿Que consideraciones se deberían tener en cuenta?
El aumento o la disminución de la temperatura en los líquidos afectan a su densidad, por lo tanto a su vez esta variación de temperatura afectara a nuestra medición de la presión hidrostática. 3. Explique el funcionamiento de un manómetro.
Se coloca un líquido en el tubo, generalmente un líquido sensible como el mercurio, que es estable bajo presión Un extremo del tubo en forma de U es llenado con el gas a ser medido, generalmente es bombeado al interior del tubo para poder sellarlo luego. El otro extremo se deja abierto para tener un nivel de presión natural. Luego, el líquido es balanceado en el extremo inferior de la forma de U, dependiendo de la fuerza del gas. La presión atmosférica empuja al líquido hacia el interior del tubo y hacia el extremo cerrado. El gas atrapado en el extremo cerrado a su vez empuja al líquido hacia el extremo abierto. Es entonces que se realiza la medición para ver qué tanto ha sido empujado el gas del extremo sellado ya sea por debajo del punto del líquido hacia el extremo abierto o por encima de éste. 4. ¿Cuáles son las diferencias entre un barómetro y un manómetro? El Barómetro.-El barómetro es básicamente un manómetro diseñado para
medir la presión del aire. También es conocido como tubo de Torricelli. El experimento de Torricelli consiste en tomar un tubo de vidrio cerrado por un extremo y abierto por el otro, de 1 metro aproximadamente de longitud, llenarlo de mercurio, taparlo con el dedo pulgar e invertirlo
introduciendo el extremo abierto en una cubeta con mercurio. Luego si el tubo se coloca verticalmente, la altura de la columna de mercurio de la cubeta es aproximadamente cerca de la altura del nivel del mar de 760mm apareciendo en la parte superior del tubo el llamado vacío de Torricelli, que realmente es un espacio llenado por vapor de mercurio a muy baja tensión. Torricelli observó que la altura de la columna variaba, lo que explico la variación de la presión atmosférica. Los barómetros son instrumentos fundamentales para medir el estado de la atmósfera y realizar predicciones meteorológicas. Las altas presiones se corresponden con regiones sin precipitaciones, mientras que las bajas presiones son indicadores de regiones de tormentas y barrascos. Los altímetros barométricos utilizados en aviación son esencialmente barómetros con la escala convertida a metros o pies de altitud. La unidad de medida de la presión atmosférica que suelen marcar los barómetros se llama hecotpascal, de abreviación (hPa). Manómetro.- El manómetro es una herramienta utilizada para la medición
de la presión en fluidos, usualmente determinando la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local la presión suele medirse en atmósferas (atm). En el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newton por metro cuadrado, a lo que equivale a un pascal (Pa).
5. Si en vez de agua se llena la probeta con aceite, la presión y la profundidad tendrían el mismo comportamiento
Puesto que el aceite es mensos denso que el agua, la razón Pagua/ p aceite es mayor que la unidad y aceite es mayor a que agua. Se necesita la misma p en la base. Es necesario saber es que a mayor profundidad, mayor presión. Esto es razonable porque a mayor presión hay más líquido por encima.
Conclusión
En el procedimiento N°1 podemos observar que al sumergir a más profundidad la membrana, en el manómetro nos marcaba siempre una presión más grande que la experimentada anteriormente tomando siempre como referencia el punto cero es decir que la presión sobre un cuerpo sumergido en un líquido, aumenta con la profundidad.
La presión hidrostática es la fuerza por unidad de área que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contienen y cualquier cuerpo que se encuentra sumergido, como esta presión se debe al peso del líquido, esta presión depende de la densidad, la gravedad, y la profundidad del lugar donde medimos la presión.
Al realizar el experimento de presión hidrostática, logramos observar que cada vez que aumentamos la profundidad esta hace que afecte la presión aumentándola de forma creciente tal como aparece en la gráfica.
La presión manométrica que experimentamos la podemos hallar basados en la presión hidrostática, esta comprende la presión atmosférica porque está afectada y ejerce fuerza sobre el líquido.
