Experimento: Estudio de fluidos


E6. Estudio de fluidos.

Resumen: En la sexta experiencia en el laboratorio, se analizó el comportamiento de fluidos a través de la presión. En una bomba de vacío se observó el comportamiento de dos fluidos de diferentes densidades y formas de agregación, al disminuir la presión externa. Por otra parte, se midió la presiónde un fluido desconocido a distintas profundidades, con el fin de conocer la relación entre estas dos variables.

1. Introducción:
A través de la mecánica de fluidos, subsector de la física, conocemos a un fluido como aquella sustancia cuyas moléculas presentan gran movilidad y se desplazan libremente debido a la poca cohesión existente entre ellas, por esto adoptan la forma del recipiente quelos contiene. Son fluidos tanto los líquidos como los gases. En el primer experimento se trabajó con gas y líquido, para mostrar que sucedía con ellos cuando la presión externa disminuía.
La presión se define como fuerza por unidad de area. En un fluido en reposo la presión existente es la presión hidrostática, esta es la que ejerce sobre el recipiente que lo contiene y sobre la superficie decualquier objeto sumergido en él. La presión ejercida en un fluido estático depende solamente de la profundidad de este, su densidad y la aceleración de la gravedad. Las cuales están relacionadas como se muestra en la ecuación.
P = d * g * h
Donde, d: densidad del fluido, medida en (kg/m³); g: aceleración de gravedad, medida en (m/s²) ycuyo valor estandar es de 9,81(m/s²); h: profundidad en el fluido, medida en (m).
En el segundo experimento se estudió la presión de un líquido desconocido y su dependencia de la profundidad. Además, calculamos de manera experimental la densidad del líquido.




2. Diseño del experimento:
Materiales utilizados: Sensor de fuerza
Barra metálica
Soporte universal
Objeto de masa “m”
Reglade 100 cm
Hilo
Balanza digital
Nivelador

3. Desarrollo del experimento:
La estructura del experimento con los materiales nombrados, fue el siguiente:


El largo de la barra fue medido con la regla y se marcaron 8 mediciones con una diferencia de 11 cm de distancia para los lugares en donde se moverá el objeto.

Uno de los extremos de la barra debió ser sujetado con un hilo y elotro instalado sobre el soporte universal a unos 3 cm aproximados del borde. Tal hilo previamente amarrado al sensor de fuerza, sensor que transmitirá los datos al computador. La barra debe mantenerse en posición horizontal y eso se logra midiendo con una herramienta de nivelación con burbujas.
Una vez iniciado el movimiento del objeto sobre la barra se registró con data Studio que a través delsensor, 8 fuerzas dependían de distintas posiciones en la barra, o sea que se

INICIAR SESIÓN
registraba una fuerza diferente cuando la masa se cambiaba de posición.
Antes de cada medición se debe calibrar el sensor.

4. Análisis de los resultados:
Primero que todo, se mazó la barra: 0.1522 Kg y el objeto: 0.1995 Kg
Durante el procedimiento experimental y con los datos de data Studio con lautilización de su sensor de fuerzas, a continuación se presenta en la siguiente tabla los datos de distancia(X) y fuerza (F) medidos en el experimento con su respectivo gráfico.
X (m)
0.11
0,22
0,33
0,44
0,55
0,66
0,77
0,88
F (N)
0.97
1.17
1.37
1.62
1.82
2.08
2.32
2.50

La relación funcional en la que se encuentran las variables mostradas en el gráfico es:
F= (P * d + P' * ½L) /d'
Donde, F: fuerza que ejerce el sensor de fuerza. P: peso del objeto; d; distancia del objeto al centro de torque; P': peso de la barra; L: largo de la barra ; d': distancia del sensor de fuerza al centro de torque.
En el gráfico se muestra a F como la variable dependiente, ya que representa a la fuerza medida por el sensor de fuerza. El peso del objeto es una fuerza de magnitud...