INTRODUCCIÓN
El objetivo de esta practica es observar que la superficie libre de un liquido en reposo es siempre horizontal así como el efecto del flujo sobre la superficie libre. También se verificara el principio de Arquímedes.
En el desarrollo de esta práctica se muestra el procedimiento de cada uno de los tres experimentos realizados en el laboratorio y su esquematización de cada uno de ellos. Los experimentos fueron los de observación de la superficie libre del agua en reposo, el efecto del flujo sobre la superficie libre y la verificación del principio de Arquímedes mediante la fórmula: m1 – m2 = m4 – m3.
La práctica tiene contenido un cuestionario que nos permitirá entender el concepto de empuje hidrostático, la relación de este con el principio de Arquímedes así como el principio de los tubos comunicantes entre otras observaciones contenidas en él.
En el apartado referido a "reporte" se encuentran algunas conclusiones referidas a las dos primeras experimentaciones así como la demostración del principio de Arquímedes mediante los cálculos obtenidos en el laboratorio. Por ultimo se da una relación de conclusiones que se obtuvieron al observar y demostrar prácticamente, los experimentos realizados.
DESARROLLO
El primer experimento desarrollado fue el de la superficie libre de un liquido estático.
Con las válvulas (V1, V2, V5) abiertas y las válvulas (V3, V4) cerradas se comenzó a introducir agua al tanque (CONSTA DE 4 NIVELES) hasta el primer el primer nivel y se observo que la altura del liquido era el mismo en el tanque y los tubos comunicantes, se realizo el mismo procedimiento para el nivel 2, nivel 3 y nivel 4 obteniéndose los mismos resultados la altura de cada nivel del tanque era la misma altura de los tubos comunicantes.
Al estar el tanque y los tubos comunicantes A, B, y C a la misma presión, esto es a la presión atmosférica o superficie libre; su nivel de altura del liquido es el mismo, Por lo que se concluye que la superficie libre de un liquido estático es siempre horizontal.
Aquí se aplica el principio de los vasos o tubos comunicantes el cual nos dice que:
Si se tienen dos recipientes comunicados y se vierte un líquido en uno de ellos en éste se distribuirá entre ambos de tal modo que, independientemente de sus capacidades, el nivel de líquido en uno y otro recipiente sea el mismo. Éste es el llamado principio de los vasos comunicantes, que es una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática. Si se toman dos puntos A y B situados en el mismo nivel, sus presiones hidrostáticas han de ser las mismas. Si se emplean dos líquidos de diferentes densidades y no miscibles, entonces las alturas serán inversamente proporcionales a las respectivas densidades.
La segunda parte de este experimento desalojamos agua del tanque del nivel 4 hasta el nivel 1 después de ello sé cerro la válvula (V5) del Tubo A y al estar suministrando liquido hasta los niveles 2, 3 y 4 se observa que el nivel del agua del Tubo A permaneció siempre igual en el nivel 1, contrario con lo sucedido con los tubos B y C que a medida que se les suministraba agua los dos ascendían y estaban a la misma altura del liquido contenido en el tanque.
Por lo que se concluye que en el tubo A no subió el agua, al existir un vacío en este tubo al estar la válvula (V5) cerrada; por lo que se ejerció una compresión en el tubo y no dejo que subiera de nivel.
En lo que se refiere al experimento del Efecto del flujo sobre la superficie libre se realizo lo siguiente:
Se abrió la válvula (V3) y se cerro la válvula (V4) así como también se abrieron las válvulas (V1, V2, V5) y se le mantuvo constante el nivel del tanque por lo que se observo lo siguiente:
Se observa que al estar abierta la válvula (V3) que corresponde al tubo A y al mantener un flujo constante en el tanque, la desalojación del agua del tubo A será mayor que el tubo B y la desalojación del agua del tubo B será mayor que la del tubo C, en este experimento se observa la línea de energía ascendente.
Se realizo el mismo procedimiento para la válvula (V4) esta válvula se abrió y se cerro (V3). Al estar abierta la válvula (V4) que corresponde al tubo C y al mantener un flujo constante en el tanque, la desalojación del agua del tubo C será mayor que el tubo B y la desalojación del agua del tubo B será mayor que la del tubo A, en este experimento se observa la línea de energía descendente.
El tercer experimento realizado fue el del Principio de Arquímedes.
En este experimento se realizaron pesajes en el aparato de Arquímedes de cuatro diferentes masas. La primera masa que se peso fue el cubo y el cilindro esto peso 174 gr la segunda masa que se peso fue el cubo mas el cilindro sumergido en agua pesando 165 gr, la tercera masa fue solamente el cubo pesando 90 gr y la cuarta masa pesada fue el cubo lleno de agua pesando 99 gr.
Con ello se demuestra la siguiente ecuación:
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