Hidrostatica

Objetivos:
1. Evaluar cualitativa y cuantitativamente el Teorema General de la Hidrostática y el Principio de Pascal a través de un modelo.
2. Realizar un trabajo que incorpore algunos elementos de una investigación:
Análisis cualitativo.
Diseño de parte del procedimiento de medición.
Análisis crítico de resultados, validez de los mismos y realización de un informe.
Instrumental
Setrabajará con la aplicación llamada PRESIONES HIDROSTÁTICAS del programa FLUIDOS (simulación).
Una simulación es un programa que permite la experimentación con un modelo matemático implementado en computadora basado en un modelo físico idealizado (Kofman, 2000).
Modelo Físico de la Simulación
Se desprecian las fuerzas de rozamiento, de modo que las únicas fuerzas a considerar son las depresión y las de gravedad. Se utiliza el modelo de gases ideales para el gas que está sobre el líquido.
La presión en el interior del recipiente se puede calcular sumando a la presión atmosférica el valor que resulta de dividir el peso de las pesas más el peso del pistón, por el área del mismo (en este caso 0,01 m2)
La presión dentro del líquido se calcula mediante el teorema general de lahidrostática:
Donde ρ es la densidad del líquido (Kg/m3), g la aceleración de la gravedad (9,8 m/s2) y h es la profundidad en el líquido (m).
P=ρ.g.h
El sistema representado por el software consiste en un recipiente cilíndrico que contiene liquido y aire entre este y el pistón que lo cierra en su parte superior. Sobre el pistón se puede colocar distintas pesas. El nivel del líquido se puedemodificar. El líquido se puede seleccionar y se tienen los datos de sus densidades (en g/cm3).
La presión se mide a través de la lectura de los manómetros (muestran el valor de la presión absoluta o manométrica según la opción seleccionada) y también mediante el “manómetro manual” que se acciona mediante el posicionamiento del puntero del ratón dentro del líquido (se lee profundidad y presión en elvisor ubicado a la derecha de la pantalla).

Procedimiento
La primera experiencia se realizará de la siguiente manera:
a. Líquido a utilizar: agua
b. Tipo de presión con la se trabajará: manométrica
c. Nivel del líquido: 50 cm
d. Peso del pistón: 1kgf
Luego se procede a cargar el pistón con 5 cargas (juntas o separadas) efectuando un registro de las presiones leídas en los 4 manómetros.Se repite la experiencia 2 veces más, con diferentes grupos de variables (altura de líquido, tipo de líquidos)
Los valores de los datos utilizados y los resultados obtenidos para cada caso se dispondrán en tablas.
















Conclusión
Mediante la utilización del software se aplico el teorema fundamental de la hidrostática y el principio de Pascal. A modo de conclusióny análisis utilizamos como guía la respuesta de las preguntas propuestas para la actividad.
En las tres experiencias basándose en las observaciones realizadas y valores obtenidos con la simulación se solicita que responda:
1. Cuándo aumentamos la presión de una parte del interior de un recipiente cerrado (gas), ¿qué ocurre con la presión en todas las partes del gas y del líquido encerrado enel recipiente? Formule una respuesta cualitativa y cuantitativa. Dé un ejemplo de aplicación.

Al aumentar la presión externa, la cual se define como fuerza ejercida sobre área, la misma es transmitida al gas y al seno del fluido. Esta presión provoca una compresión del gas además del aumento de su presión y la presión del fluido. Si estas presiones no se igualaran existiría movimiento endirección vertical como resultado de fuerzas no equilibradas.

Pf=Patm+ ρhg + Pg
Pg=Patm + F/A

Un ejemplo de aplicación es el sistema que utiliza un elevador de automóvil. Donde una fuerza pequeña es

2. ¿Cómo varía la presión de un líquido con la profundidad? Formule una respuesta
cualitativa y cuantitativa.
Al aumentar la profundidad del líquido aumenta la presión del mismo, debido a...