Mecanica de fluidos lab 2

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LABORATORIO # 5
PRINCIPIO DE PASCAL: VASOS COMUNICANTES
Y PARADOJA HIDROSTÁTICA

PRESENTADO A:
ING. HERNÁN JAVIER GÓMEZ ZAMBRANO

PRESENTADO POR:
OSCAR DAVID CHAMORRO MONTENEGRO
EDISON ESTEBAN DEJOY MONTILLA
ANA CRISTINA GARCÉS ERASO
MAGDA MARTÍNEZ RAMOS
LAURA CAROLINA ROSERO PEPINOSA

UNIVERSIDAD DE NARIÑO
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
MECANICA DEFLUIDOS
SAN JUAN DE PASTO
2010
5.1 INTRODUCCIÓN

El principio de Pascal dice que “la presión ejercida en la superficie de un líquido se transmite uniformemente en todas las direcciones”. El objeto de este laboratorio es comprobar que esta ley se cumple, a través de dos montajes experimentales, los vasos comunicantes y el aparato de Pascal.

Con frecuencia, el ingeniero debe calcularlas fuerzas que ejercen los fluidos sobre las paredes y fondo de un recipiente determinado de cualquier forma y tamaño, para así analizar y posteriormente diseñar de manera correcta las estructuras que los contienen.
En el análisis de su comportamiento se omite la naturaleza aleatoria de su distribución
molecular, ya que se pueden considerar como medios que poseen continuidad en todassus propiedades.

5.2. OBJETIVOS

5.2.1 Demostrar que la superficie libre de un líquido estático que se encuentre comunicado a otros recipientes no capilares y a presión atmosférica siempre es horizontal.
5.2.2 Demostrar que la magnitud de la presión de un líquido solo depende de la profundidad y es independiente de la forma del recipiente.

5.3 FUNDAMENTO TEÓRICO

5.3.1 FLUIDOS ENREPOSO:

Se ha establecido que la variación de presión para un fluido en reposo es:

dp = −ρ * g * dz [5.1]
o bien: dp = −γ * dz [5.2]

La ecuación 5.2 implica que lapresión sólo varía en la dirección z, es decir con respecto a la altura. Es importante destacar que dp es negativo si dz es positivo; es decir que la presión aumenta cuando se disminuye en altura. Se debe tener en cuenta el nivel al que se encuentra la superficie libre de un líquido en estado estático ya que es el nivel de referencia a partir del cual se suelen medir o estimar las presioneshidrostáticas sobre superficies de fondo, paredes o superficies laterales y es el mismo para recipientes de diferentes formas, en los que el fluido se encuentre.

5.3.2 VASOS COMUNICANTES

El sistema de vasos comunicantes consiste en un conjunto de vasos o recipientes de diferente volumen, unidos entre sí por su parte inferior, estos vasos se encuentran en contacto con la atmósfera. Ellaboratorio consiste en llenar agua por estos vasos y verificar que el nivel de fluido alcanzado en cada uno de ellos es el mismo, sin importar la forma de cada vaso ya que soportan o poseen la misma columna del fluido en reposo.

5.3.3 PARADOJA HIDROSTÁTICA

La variación de presión causada por un fluido en reposo depende solamente del cambio de elevación y del tipo de fluido(propiedades como gravedad específica (sg), peso específico (γ) y densidad (δ)), no del tamaño del recipiente donde se encuentra el fluido, por ello a pesar de que haya recipientes de diferentes formas los cuales pueden contener cantidades diferentes de fluido, si tienen la misma altura de columna de fluido, la presión en el fondo deberá ser la misma.

En laboratorio se demostrará la paradoja dePascal con el aparato de Pascal.


FIGURA 5.1.- Aparato de Pascal. Fuente:( Manual de Laboratorios de Mecánica de Fluidos, Roberto García – Hernán Gómez – Iván Sánchez)

Según la figura 5.1 y considerando que el pistón tiene una sección transversal circular de área A se tiene que la fuerza provocada por la presión total del agua sobre dicho pistón será:

F =ρ1 *g * A* h...
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