UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERIAFISICA II Calor y Ondas - Grupo 9

RESUMEN

En la experiencia realizada se busca determinar la presin de cinco (5) esferas de diferentes masas en conjunto con un tubo con arena, sumergidas en un fluido.

En el laboratorio se utilizaron diferentes materiales: como lo son tubos, esferas de masa m, un recipiente con fluido, arena, y se empieza a realizar la experiencia.

Primero le agregamos una cantidad determinada de arena al tubo y se toma el peso del conjunto con una balanza, para as obtener una medida inicial como referencia, introducimos el tubo en el agua y vemos que tanto se sumerge el en agua y tomamos las diferentes profundidades, este proceso lo repetimos cinco veces. Despus de esto con las medidas obtenidas realizamos los clculos y obtenemos la grafica que nos sirve para ver como vara el experimento.

ABSTRACT

In the experience made is to determine the pressure of 5 weights of different masses, immersed in a fluid.

In the laboratory different materials were used : such as tubes , spheres of mass m, a container of fluid , sand, and starts making the experience.

First we add a certain amount of sand into the tube and the overall weight is taken with a scale to obtain an initial measurement reference, we introduce the tube into the water and see that both dives into the water and took the different depths this process is repeated five times. Following this with the measurements obtained perform the calculations and obtain the graph that helps us to see how varied the experiment.

PALABRAS CLAVES

Equilibrio, Fuerzas, Fluidos, Presin

INTRODUCCIN

La presin de los fluidos es la accin que tiene este sobre cualquier cuerpo de masa m que es sumergido dentro de un recipiente que contiene cierto fluido esta se presenta como una fuerza contraria a al peso del objeto.

Cuando un fluido est contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus paredes y, por tanto, puede hablarse tambin de presin. Si el fluido est en equilibrio las fuerzas sobre las paredes son perpendiculares a cada porcin de superficie del recipiente, ya que de no serlo existiran componentes paralelas que provocaran el desplazamiento de la masa de fluido en contra de la hiptesis de equilibrio. La orientacin de la superficie determina la direccin de la fuerza de presin, por lo que el cociente de ambas, que es precisamente la presin, resulta independiente de la direccin.OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Mostrar la relacin entre la presin de un punto en un fluido y la profundidad.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinar la presin presentada en por un fluido en distintas masas.

MARCO TEORICO

La presin en un fluido es la presin termodinmica que interviene en la ecuacin constitutiva y en la ecuacin de movimiento del fluido, en algunos casos especiales esta presin coincide con la presin media o incluso con la presin hidrosttica. Todas las presiones representan una medida de la energa potencial por unidad de volumen en un fluido. Para definir con mayor propiedad el concepto de presin en un fluido se distinguen habitualmente varias formas de medir la presin:

Presin atmosfrica

Es la presin ejercida por la atmsfera de la tierra, se mide normalmente por medio del barmetro (presin baromtrica).

A nivel del mar o en alturas prximas a ste, el valor de la presin es cercano a 14.7 lb/plg2 (760 mmHg), disminuyendo este valor con la altitud.

Tiene la propiedad de ser igual en un mismo lugar de la Tierra, sin embargo esto no es totalmente cierto, ya que la presin atmosfrica puede presentar variaciones como consecuencia de los cambios meteorolgicos y por otra parte la presin atmosfrica es inversamente proporcional a la altura, es decir, que esta disminuye con la altitud razn de 1mm Hg o Torr por cada 10m de elevacin.

Cuando un lquido alcanza su punto de ebullicin sta se iguala a la presin atmosfrica, por lo cual ocurre que, cuando la presin atmosfrica varia de igual forma tambin lo hace el punto de ebullicin de un determinado lquido. Por esta razn es que se dice que en lugares con temperatura elevada o de altitud baja (menor presin atmosfrica) se necesita mayor temperatura para que un lquido llegue al punto de ebullicin que en lugares de mayor altitud.

Presin hidrosttica

Un fluido pesa y ejerce presin sobre las paredes del fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en l. Esta presin, llamada presin hidrosttica, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientacin que adopten las caras. Si el lquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no seran necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presin depende de la densidad del lquido en cuestin y de la altura del lquido con referencia del punto del que se mida.

Se calcula mediante la siguiente expresin:

Pabs = Patm + gh

Fsicamente quiere decir que a mayor profundidad mayor presin.

MATERIALES

Dos tubos de PVC, d = 1 , L=30 cm, cerrado en uno de los extremos Esferas Regla Lquidos (Agua) Arena Balanza

PROCEDIMIENTO

1. Con la balanza se tom el peso de un tubo PVC con un poco de arena dentro. Este peso se asumi como wo.

2. ste tubo se sumergi en un recipiente lleno de agua con dimetro mayor y midi la profundidad (h) a la que el tubo llego con relacin a la superficie del agua.

3. Se introdujo la primera esfera y se determin la nueva profundidad a la cual llegaba el tubo por efecto del peso de la esfera y de la misma forma se procedi con otras esferas debidamente pesadas, tal como se observa en la siguiente figura

RESULTADOS OBTENIDOS

DescripcinW (N)h(m)

Wo 2,63 0.17

Wo + 1 Esfera2.890.16

Wo + 2 Esferas 3,100.14

Wo + 3 Esferas 3,300.13

Wo + 4 Esferas 3.500.12

Wo + 5 Esferas 3.710.11

Wo= Peso del tubo con la arenaW= Pesoh= Altura

Po=

A= rh A= () (1.182) A=

Po=

Po= pas

CUESTIONARIO

1. Graficar W vs h

2. Cmo cambia el significado de la ecuacin obtenida, si hora hacemos h = 0?

Como Pabs= Po+ gh si h= 0 entonces obtenemos que Pabs= Po, la presin absoluta ser igual a la presin atmosfrica, lo que indica que el objeto no est sumergido en el agua sino sobre una superficie slida, donde sobre l solo hace efecto la presin atmosfrica.

3. Compare el W0 con el W obtenido en la grafica

El peso w es aproximadamente el 70% de wo= 2.4 N, ya que w equivale a 3.4 N siendo el tubo PVC lastrado con las 5 esferas, donde cada una de ellas ejerce un determinado peso sobre l y ocasiona que su profundidad y presin en el fluido aumenten.

4. Compare el h obtenido con el ho obtenido en la grafica

La profundidad de h= 0.23 y ho = 0.18 m lo que indica que h es mayor y que el peso de las esferas ha ejercido una fuerza equivalente a su masa por la aceleracin gravitacional sobre el tubo de PVC.

5. Halle los errores relativos en los numerales 3 y 4.

Er =

I =

PARA EL PESO W

Er = = 0.16 N

I = = 0.5 N

PARA LA PROFUNDIDAD h

Er = = 0.12 m

I = = 0.025 m

CONCLUSIN

Podemos resaltar que la presin sobre un cuerpo sumergido en un lquido aumenta con la profundidad, puesto que la presin hidrosttica se debe peso de las capas de lquido sobre el cuerpo.

Concluimos que con esta experiencia se determinan las leyes y principios que dentro de los fluidos se operan, adems se entiende que el proceso de flotabilidad que experimenta el cuerpo sumergido es el efecto de la fuerza ascendente que contrarresta la accin del peso.

BIBLIOGRAFIA

Serway, Raymond A., Fsica para ciencias e ingenieras, Editorial Mc Graw Hill, Tercera edicin.