6. Variación DE LA Presión CON LA Profundidad UMSS PDF

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓNFACULTAD DE CIENCIAS YTECNOLOGÍADEPARTAMENTO DE FÍSICACENTRO DE ESTUDIANTES DE FÍSICALABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA IISEXTO INFORMEVARIACIÓN DE LA PRESIÓN CON LA PROFUNDIDADDocente: .......................................Horario: .......................................Int...

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA CENTRO DE ESTUDIANTES DE FÍSICA

LABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA II SEXTO INFORME VARIACIÓN DE LA PRESIÓN CON LA PROFUNDIDAD Docente:

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Horario:

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Integrante(s):

1. …………………………..

Gestión I/2020

COCHABAMBA - BOLIVIA

RESUMEN

Primeramente, para empezar con este tema el ingeniero nos hizo una evaluación previa preguntándonos algunas preguntas sobre el tema y así avanzamos con este tema después nos mostró los objetivos que tendría este tema y que en total eran 2 que serían:  Encontrar la relación funcional entre la presión y la profundidad en un fluido en reposo.  Determinar la densidad del fluido en el tanque. Para los datos de presión y una media de longitud que será la profundidad del estanque recurrimos a un simulador en internet donde obtuvimos los datos mencionados Empezamos a graficar los datos obtenidos y tenemos una gráfica de una ecuación recta donde ya no es necesario linealizar aplicamos M.M.C. Donde obtuvimos los parámetros A y B con sus respectivos errores de donde tenemos que igualar con la ecuación de una recta. Donde obtenemos que el valor de A y B y después volvemos a las variables originales donde obtuvimos la densidad del agua y la densidad del alcohol en un segundo procedimiento experimental

OBJETIVOS

Los objetivos de este tema de VARIACIÓN DE LA PRESIÓN CON LA PROFUNDIDAD son los siguientes: 1. Encontrar la relación funcional entre la presión y la profundidad en un fluido en reposo. 2. Determinar la densidad del fluido en el tanque.

FUNDAMENTO TEÓRICO La hidrostática es el estudio de los fluidos (para este caso, líquidos) en reposo, por ejemplo, un líquido contenido en un recipiente. El líquido ejerce presión sobre todas las paredes del recipiente que lo contiene y es igual a:

Donde 𝑑𝑑𝑑 es la fuerza aplicada perpendicular a la superficie 𝑑A, como se observa en la Figura 1 Figura 1:

Un instrumento para medir la presión de fluidos son los manómetros, estos instrumentos generalmente determinan la presión relativa (manómetro de tubo en U), es decir la diferencia entre la presión del fluido y la presión local (atmosférica). Una unidad de presión muy utilizada es la atmósfera, pero en el Sistema Internacional la unidad es el Pascal: 1 atm = 101325 Pa

Para estudiar la variación de la presión en función de la profundidad en un fluido en reposo, se considera un pequeño elemento de volumen totalmente sumergido en un fluido a una distancia y por debajo del nivel de referencia. En la Figura 2 se observan las fuerzas ejercidas por el fluido sobre el elemento diferencial de volumen en forma de disco, de espesor 𝑑𝑑 y cuyas superficies circulares tienen un área A. Las fuerzas horizontales sobre las caras laterales por simetría se cancelan. Sin embargo, las fuerzas verticales son equilibradas por el peso del diferencial de volumen. Figura 2:

Utilizando la segunda ley de Newton para la fuerza resultante vertical, y según la Figura 2, se tiene: Ecuación 1:

Donde = 𝑑𝑑𝑑

, al mismo tiempo = 𝑑𝑑𝑑 Ecuación 2:

, entonces la Ecuación 2 se puede escribir:

La Ecuación 3 expresa el cambio de la presión en función de la profundidad 𝑑. Figura 3:

En la Figura 3 se muestra un recipiente que contiene un fluido incomprensible. El diferencial de volumen está a una profundidad 𝑑 = ℎ , y presión 𝑑𝑑, asimismo, en la superficie superior del recipiente, la presión 𝑑0 es debido a la columna de gas de la atmósfera. Para conocer la presión absoluta a la profundidad h, se resuelve la Ecuación 3: Ecuación 4:

Entonces: Ecuación 5:

o en términos de diferencia de presión o presión manométrica: Ecuación 6:

La Ecuación 5 indica que la presión es la misma en todos los puntos situados a una misma profundidad, independiente de la forma del recipiente. Si se aplica una presión externa P, esta presión se transmite o propaga íntegramente a toda la región del fluido, y a las paredes del recipiente que lo contiene; este resultado fue enunciado por Blass Pascal, y se conoce como principio de Pascal.

MATERIALES Los materiales que utilizamos en este avance para hacer las mediciones y calculos utilizamos los siguientes: 1. Utilizamos una simulación, el enlace a la simulación es

https://phet.colorado.edu/sims/html/under-pressure/latest/under-pressure_es.html

2. Una calculadora Científica CASIO fx-570LAX

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Los pasos a seguir para obtener los datos son los siguientes:

1. Entramos a la simulación https://phet.colorado.edu/sims/html/underpressure/latest/under-pressure_es.html Una vez ingresado a la simulación, Tenemos varias herramientas de medición tenemos como una Regla de Metros , Medidor de Presión, Densidad de Fluido y Puedes Escoger la Gravedad.

2.Una vez que ya tenemos las herramientas procedemos a la medición de la presión según la gravedad midiendo la profundidad y la presión y eso sería todo repitiendo los pasos.

DATOS – CÁLCULOS Y

RESULTADOS Primer proceso experimental:

Segundo proceso experimental

CUESTIONARIO 2. ¿Por qué no entra el agua en la sonda manométrica al introducirla en el recipiente con agua? Explicar.

R.- El interior de la sonda manométrica esta sellada herméticamente y contiene aire, como dos objetos (porciones de materia) no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo, el agua no puede ingresar a la sonda manométrica, sin embargo al aumentar la profundidad también lo reduciendo su volumen de esa forma el agua puede ingresar en la sonda, pero solo hasta cierto límite. 3. Determinar la presión en el fondo del recipiente de agua. Sugerencia: Medir la altura del agua en el recipiente y calcular la presión teóricamente. R.-La altura en el tanque tiene una profundidad de 0,4 [m] P=paguagh P=998*9,78*0,4 P=3904,18[Pa]

5. Si en el recipiente del equipo reemplazamos el agua por agua salada. ¿A una determinada profundidad la presión aumenta, disminuye o se mantiene? Justificar su respuesta.

R.- la presión se mantiene no cambia por que la presión solo aumenta cuando estamos más a profundo.

BIBLIOGRAFIA Estas son las bibliografías que utilizamos para hacer el informe.

1. La Guía/cartilla de Laboratorio Física Básica II 2. La Presentación de la Variación con la profundidad “LabFis2_Ma645_PresionyProdundidad.pdf” 3. El Video de La Conferencia de Zoom

4. https://phet.colorado.edu/sims/html/under-pressure/latest/under-pressure_es.html...