LAB04 HIDROSTATICA

7/29/2019 LAB04 HIDROSTATICA

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU

UTP

Laboratorio de Fsica 04

HIDROSTATICA

Profesor:

Nolasco Espinoza Oscar Vidal

Alumnos:

Barrn Caballero Ernesto 1221607

Trujillo Suazo Paul 1221049

Chvez villafane Christian 1221610

Salinas Castromonte Emanuel 1221616

2013


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Objetivos:

Encontrar el valor de la fuerza de empuje por un lquido.

Determinaciones de densidades de slidos y lquidos.

Equipos y Materiales:

01 Liquido, Glicerina o Alcohol

01 Trozo de hilo (20cm)

01 Probeta

01 Cantidad de agua ( indicada por el profesor) 01 Balanza

01 Wincha

01 Vernier

03 solidos cilndricos ( cuerpos problema)


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Fundamento terico:

Principio de Arqumedes

Ejemplo del Principio de Arqumedes: El volumen adicional en la segundaprobeta corresponde al volumen desplazado por el slido sumergido (quenaturalmente coincide con el volumen del slido).

El principio de Arqumedes es un principio fsico que afirma que: Un cuerpo

total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de

abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Esta

fuerza1recibe el nombre de empuje hidrosttico o de Arqumedes, y se mide

en newtons (en el SIU). El principio de Arqumedes se formula as:

o bien
http://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Empujehttp://es.wikipedia.org/wiki/Pesohttp://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_(fluido)http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Arqu%C3%ADmedeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Submerged-and-Displacing.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Submerged-and-Displacing.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Submerged-and-Displacing.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Arqu%C3%ADmedeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_(fluido)http://es.wikipedia.org/wiki/Pesohttp://es.wikipedia.org/wiki/Empujehttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen


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Donde E es el empuje ,fes la densidad del fluido, V el volumen de fluido

desplazado por algn cuerpo sumergido parcial o totalmente en el

mismo, g la aceleracin de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje

depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad

existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2y descrito de

modo simplificado3) acta verticalmente hacia arriba y est aplicado en

el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el

nombre de centro de carena.

Procedimiento:

1- Mida la masa de cada una de las muestras proporcionadas y luegoutilizando la probeta graduada determina sus respectivos volmenes,anote sus datos en la tabla N1

2- Con los datos de la tabla N1 calcule la densidad para cada cuerpo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Empujehttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_de_la_gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_de_la_gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Empuje


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3- Mida el peso de los cuerpos problema en el aire, antelos en la tablaN3

4- Luego mida el peso cuando est totalmente sumergido en agua,

cuantifique el empuje y la densidad usando la ecuacin (7) y (9)respectivamente.

Tabla N3 Calculo de los pesos

Tabla N4 Calculo de empuje


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5- Actividad

Del procedimiento 04 en la tabla N4 usted a determinado la densidadexperimental, busque en tablas de las referencias las densidades de lasmuestras usadas y llene la siguiente tabla, para ello tambin tiene que

calcular el error relativo porcentual.

Tabla N5 Comparacin de densidades


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Cuestionario:

Pregunta 01:

Respuesta:

El empuje es directamente proporcional al peso del fluido desplazado, con ecuaciones

B=Wf

B=mf xg

B=pf x Vc x g

Dnde:

B = fuerza de empuje; Wf = es el peso del fluido desplazado; mf = es la masa del fluidodesplazado; Pf = es la densidad del fluido; Vc = es el volumen del cuerpo y g= es la aceleracin

debido a la gravedad.

la solucin ms sencilla es someter el experimento a atracciones gravitacionales diferentes esto es

posible cambiando la ubicacin ya que a mayor altitud la aceleracin de la gravedad es menor y en

el mar es de 9.81 m/s2 , podras de igual modo someterlo a presiones atmosfricas diferentes lo

cual tambin es consecuencia de realizar el experimento en distintas partes y a diferentes altitudes,

con una presin en atm distintas.

Pregunta 02:

Respuesta:

El volumen dela madera sumergida est dada por la relacin

Vagua/Vmadera = Pmadera/Paguadonde ; P es densidad bueno pues de

aqu se va a despejar Pmadera y listo el problema es que no tienes la relacin

de los volmenes solo conoces la densidad del agua...te doy un ejemplo :

Un bloque de madera flota en el agua con 0.646 de su volumen sumergido.

Encuentre la densidad dela madera sol el problema nos da la relacin de

volumen sumergido que es :

Vagua/Vmadera = 0.646m^3 = Pmadera/Pagua despejando:

Pmadera=.646m^3(1000 kg/m^3)= 646 kg/m^3


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Pregunta 03:

Respuesta:

El Mar Muerto es un lago endorreico que se caracteriza por ser muy salado y

que se encuentra ubicado a unos 416,5 metros por debajo del nivel del mar

entre Israel, Cisjordania y Jordania. Por tal motivo es considerado como el

lugar ms bajo de la Tierra, ya que ocupa la parte ms profunda en donde hay

una depresin tectnica que est atravesada por el ro Jordn y que tambin

incluye al conocido Lago de Tiberades.

El Mar Muerto, se llama de esta manera porque posee entre 350 a 370 gramos

de sal por litro, por lo que ningn ser vivo habita en l, con excepcin de

algunos microbios. Posee una elevada salinidad, motivo por el cual ningn ser

humano puede hundirse en sus aguas, ya que logra flotar sin ningn esfuerzo,

y esta es una caracterstica que le ha hecho mundialmente popular.


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Pregunta 04:

Respuesta:

Es Igual. La fuerza de flotacin solo depende del volumen desplazado de

lquido, en este caso agua, y de la densidad de la misma.

Pregunta 05:

Respuesta:

9,34= Pa=peso del cilindro de uranio en el aire

8,84= Pr=peso del cilindro de uranio en el agua

2,45= Px=peso del cilindro de uranio en el lquido desconocido

Ea= empuje del agua sobre el cilindro de uranio

Vu= volumen del cilindro de uranio

ra=peso especfico del agua

du=densidad del uranio

dx=densidad del lquido desconocido

Pa-Ea=Pr

Ea=Vu*ra

Vu=(Pa-Pr)/ra

Vu= (9,34-8,84)/1 =0,5 litros=500cm^3 (A)

du=9,34*1000/500 = 18,68 gr/cm3 (B)

dx=(Pa-Px)/Vu = 13,78 gr/cm3 (C)

El lquido desconocido es mercurio (D)


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Pregunta 06:

Respuesta:

tiene que ver con la flotabilidad y en este caso con la densidad del agua la

densidad de la gua del ocano es mayor que la de agua dulce y estaflotabilidad est dada por F= densidad por el volumen (F=d.V) desplazado

por la gravedad si es el mismo barco y consideramos la gravedad constante en

toda la tierra entonces solo se afecta por la densidad as que la respuesta a la

pregunta es en el ocano se tiene una mayor fuerza de empuje por lo tanto

est ms "alto " .

Pregunta 07:

Respuesta:

Supongo que cuando se dice peso se refiere a la masa, y pues no, aunque el

pez est nadando, su masa no cambia.


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Pregunta 08:

Respuesta:

El lquido B es ms denso.

Fundamento

Normalmente, se suele decir que un sistema (slido, lquido o gaseoso) es msdenso que otro cuando se hunde y desciende a su travs, y ser menos densocuando flota. Cuando se explica la flotacin de un cuerpo en un fluido se suelehacer mencionando el principio de Arqumedes:

Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje vertical y haciaarriba igual al peso del lquido desalojado.

Es decir, que si meto un objeto en agua, el agua ejerce una fuerza sobre elobjeto hacia arriba que tiene el mismo valor que el peso del agua que hadesplazado dicho objeto.

As,sobre un cuerpo sumergido actan dos fuerzas; su peso, que es vertical yhacia abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba.

Si queremos saber si un cuerpo flota o se hunde necesitamos conocer el valorde estas dos fuerzas.


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Matemticamente sera:

Donde Pob = peso del objeto y Pfd = Peso del fluido desalojado.

Entonces, se pueden producir tres casos:

1. Que el peso sea mayor que el empuje (P > E ) y el cuerpo se hunda.

2. Que el peso sea igual que el empuje (P = E ) y que el cuerpo no sehunda ni emerja.

3. Que el peso sea menor que el empuje (P < E) y el cuerpo flote.
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