Paradoja De La Hidrostatica d1g6d

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA

FISICA II INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO PRACTICO Nº 5 LABORATORIO DE PARADOJA HIDROSTÁTICA

CALIFICACIÓN: Docente: Dr. Anine Mayo

Nombre: Armas Luis Basantes Jorge Camacho Tomas Delgado Eduardo Inga Daniela Tutillo Klever Materia:

Física II para Electromecánica TEMA:

PARADOJA DE LA HIDROSTÁTICA

Fecha de realización de la práctica: 15-01-2017 Fecha de entrega de la práctica: 22-01-2017

TEMA: PARADOJA DE LA HIDROSTÁTICA OBJETIVOS General.Observar y determinar mediante los equipos del laboratorio el fenómeno de la paradoja de la hidrostática Específicos. 

Identificar, analizar y determinar las características de la hidrostática Comprobar el principio de la hidrostática con los diferentes cuerpos utilizados de diferente forma

MARCO TEÓRICO: Hidrostática La hidrostática estudia el comportamiento de los líquidos en equilibrio, es decir cuando no hay fuerzas que alteren el estado de reposo o de movimiento del líquido. También se emplea, como aproximación, en algunas situaciones de falta de equilibrio en las que los efectos dinámicos son de poca monta. PRESIÓN Presión significa oprimir, ajustar, acercar algo contra el cuerpo. Se puede decir entonces que es la fuerza que es ejercida sobre algo. La presión equivale a la división de la fuerza normal que es ejercida sobre un cuerpo o superficie sobre el valor de la superficie del cuerpo. Existen distintos tipos de presión, algunos de ellos son: Presión atmosférica Esta es la fuerza que el aire ejerce sobre la atmósfera, en cualquiera de sus puntos. Esta fuerza no sólo existe en el planeta Tierra, sino que en otros planetas y satélites también se presenta. El valor promedio de dicha presión terrestre es de 1013.15 Hectopascales o milibares sobre el nivel del mar y se mide con un instrumento denominado barómetro. Lo que ocurre con la presión atmosférica es que cuando el aire está a baja temperatura, desciende aumentando así la presión. En estos casos se da un estado de estabilidad conocido como anticiclón térmico. En caso de que el aire se encuentre a altas temperaturas sube, bajando la presión. Esto causa inestabilidad, que provoca ciclones o borrascas térmicas. Presión manométrica Esta presión es la que ejerce un medio distinto al de la presión atmosférica. Representa la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica. La presión manométrica sólo se aplica cuando la presión es superior a la atmosférica. Cuando esta cantidad es negativa se la conoce bajo el nombre de presión negativa. La presión manométrica se mide con un manómetro.

𝑃 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ Δl Presión absoluta Esta equivale a la sumatoria de la presión manométrica y la atmosférica. La presión absoluta es, por lo tanto superior a la atmosférica, en caso de que sea menor, se habla de depresión. Ésta se mide en relación al vacío total o al 0 absoluto. 𝑃 = 𝑃1 + 𝑃𝑎𝑡𝑚 + 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ Δl Presión relativa Esta se mide en relación a la presión atmosférica, su valor cero corresponde al valor de la presión absoluta. Esta mide entonces la diferencia existente entre la presión absoluta y la atmosférica en un determinado lugar. Δ𝑃 = 𝑃𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 Presión hidrostática La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos. El término también se utiliza como adjetivo para referirse a lo que pertenece o está vinculado a dicha área de la mecánica.

Figura1: presión hidrostática Autor: Julián Pérez La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la 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. El fluido genera presión sobre el fondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto. El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, la densidad del líquido y la profundidad a la que se encuentra. 𝐹 𝑃= 𝐴

PARADOJA DE LA HIDROSTÁTICA Si se ponen en comunicación varias vasijas de formas diferentes, se observa que el líquido alcanza el mismo nivel en todas ellas. A primera vista, debería ejercer mayor presión en su base aquel recipiente que contuviese mayor volumen de fluido.

La fuerza debida a la presión que ejerce un fluido en la base de un recipiente puede ser mayor o menor que el peso del líquido que contiene el recipiente, esta es en esencia la paradoja hidrostática. Como se ha demostrado, en la ecuación fundamental de la estática de fluidos, la presión solamente depende de la profundidad por debajo de la superficie del líquido y es independiente de la forma de la vasija que lo contiene. Como es igual la altura del líquido en todos los vasos, la presión en la base es la misma y el sistema de vasos comunicantes está en equilibrio. Vamos a examinar en esta página tres ejemplos, dos simples y uno algo más complejo para explicar esta paradoja. En todos los casos, hemos de tener en cuenta que la fuerza que ejerce un fluido en equilibrio sobre una superficie debido a la presión es siempre perpendicular a dicha superficie.

Figura 2. Paradoja de la hidrostática Autor: Wilson A

PROCEDIMIENTO: 1. Montar el material de soporte como se muestra en los esquemas 2. Llenar de agua los recipientes según las medidas indicadas para cada ensayo 3. Colocar los recipientes con la cantidad de agua para proceder a realizar las pruebas Procedimiento de uso: Paradoja hidrostática 1. 2. 3. 4. 5.

Colocar el recipiente en el sistema Identificar y marcar la presión inicial Llenar el recipiente con agua hasta una altura determinada Identificar la presión marcada Realizar los pasos 1 al 5 con los demás recipientes con la misma altura de agua en todos

RESULTADOS Y ANALISIS:

Recipiente cónico: Como podemos observar llenamos el recipiente con una cantidad de agua y en el extremo izquierdo señalamos con un lápiz la medida a la que llega el líquido el cual debe ser el mismo nivel para todos los recipientes de diferente forma a este fenómeno llamamos la paradoja de la hidrostática.

Figura 3. Recipiente cónico

Recipiente cilindro recto: Como podemos observar llenamos el recipiente con la misma cantidad de agua empleada en el recipiente anterior y en el extremo izquierdo señalamos con un lápiz la medida a la que llega el líquido el cual debe ser el mismo nivel para todos los recipientes de diferente forma a este fenómeno llamamos la paradoja de la hidrostática.

Figura 4. Recipiente cilindro recto

Recipiente cilindro curvo: Como podemos observar llenamos el recipiente con la misma cantidad de agua empleada en el recipiente anterior y en el extremo izquierdo señalamos con un lápiz la medida a la que llega el líquido el cual debe ser el mismo nivel para todos los recipientes de diferente forma a este fenómeno llamamos la paradoja de la hidrostática.

Figura 5. Recipiente cilindro curvo Recipiente cilindro doble diámetro: Como podemos observar llenamos el recipiente con la misma cantidad de agua empleada en el recipiente anterior y en el extremo izquierdo señalamos con un lápiz la medida a la que llega el líquido el cual debe ser el mismo nivel para todos los recipientes de diferente forma a este fenómeno llamamos la paradoja de la hidrostática.

Figura 6. Recipiente cilindro doble diámetro CONCLUSIONES:   

Observamos en el ensayo de la paradoja de la hidrostática que no importa la forma del recipiente siempre nos va a dar la misma altura señalada. Con respecto a la presión en la paradoja de la hidrostática va hacer la misma en todos los recipientes solo va a variar el volumen y la masa. Comprobamos que en todos los recipientes se cumple el principio de la paradoja de la hidrostática.

RECOMENDACIONES:   

En una probeta escoger una medida de agua para así poner la cantidad exacta en cada recipiente Señalar la medida con lápiz para guiarnos y comprobar la paradoja de la hidrostática Para vaciar los recipientes hacerlo con mucho cuidado levantado la parte de atrás para comenzar a sacar el agua

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ANEXOS