Equilibrio Relativo

Marco Teórico

Equilibrio relativo:
Cuando el fluido se encuentra en el interior de un recipiente, sin ocuparlo totalmente, cuenta con una completa libertad de movimiento para desplazarse por el interior del mismo, este movimiento ocasiona que el líquido vaya tomando una cierta inclinación que depende de la aceleración a que se halla sometido el sistema.

Se dice que cuando un fluido se mueve con aceleración lineal o rotación uniforme este se encuentra en equilibrio relativo. En este tipo de movimiento no hay deslizamiento entre capas de fluido, un ejemplo muy común para imaginarse esto es una baraja de naipes deslizándose en donde cada carta tiene la misma velocidad, por ello es importante tomar en cuenta …ver más…

Debido a que todavía existe aceleración angular, se espera cierto tiempo para que el equipo llegue a una velocidad constante y así poder tomar la medida de la altura.
En este momento las velocidades angulares entre las capas son iguales, lo que nos permite decir que la velocidad angular relativa entre las capas es cero, incurriendo el fluido en equilibrio relativo, donde no existe fuerza cortante entre las capas y debido a esto se considera que el fluido se comporta como un sólido. Este acontecimiento se observa en la figura 3, en este momento el fluido posee una velocidad tangencial que varía con el radio linealmente.

En el caso del cálculo de la velocidad angular experimental si se asume que R=r podemos despejar ω de la ecuación (1) y obtenemos la siguiente formula:

ω=√((〖(Z〗_s-h_o)4g)/R^2 ) (2)

Para observar de una mejor manera como aumenta lentamente la velocidad conforme aumenta la altura, se calcula la velocidad angular con las alturas que se obtuvieron anteriormente.

Tabla 2. Velocidad angular experimental
Medición Zs [cm] Altura ω3 [rad/s] Velocidad experimental
1 6,16 11,49
2 6,29 12,86
3 6,395 13,88
4 6,51 14,91
Comparando las velocidades encontradas con la fórmula anterior, según las alturas obtenidas, tenemos que existe diferencias entre estas velocidades y las que medimos con el equipo del laboratorio, por ello calcularemos el porcentaje de error de las mismas. Tabla