III. PASOS A SEGUIR EN LA EXPERIENCIA
SEGUNDO
LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
PRESIÓN
HIDROSTÁTICA EN SUPERFICIES SUMERGIDAS
a)
Determinar experimentalmente la magnitud de
la fuerza de presión hidrostática
b)
Estime el porcentaje de error con respecto
a la fuerza resultante teórica.
a)
El equipo básico tiene la forma de un
segmento de anillo de sección rectangular, de radio R = 26,5 cm y sección
transversal de base b = 11,5 cm por 12,5 cm de altura, contrabalanceada y
pivoteada en su centro de curvatura y rígidamente conectado a un sistema de
pesas. Está montado en la parte superior de un recipiente de paredes
transparentes que permiten una visión completa del experimento. El recipiente
descansa sobre un soporte de metal con reguladores de nivel. El equipo tiene dos
regletas que permitirán tomar lecturas de niveles de agua y desplazamientos de
las pesas.
b)
Agua, aproximadamente 30 litros.
c)
Un conjunto de pesas de diferente magnitud.
d)
Dos depósitos de plástico de aprox. 4
litros de capacidad.
III. PASOS
A SEGUIR EN LA EXPERIENCIA
1.
Mida las dimensiones de R y b.
2.
Nivele el recipiente utilizando las partitas reguladoras y los niveles
laterales adheridos al equipo.
3.
Vierta agua en el recipiente hasta que la sección rectangular quede
vertical y la parte superior del anillo horizontal. Proceda a equilibrar el
anillo utilizando la contrapesa y el eje autoroscante.
Anote el valor del nivel de referencia (h´)
4.- Agregue cuidadosamente mas agua al
recipiente utilizando los depósitos de plástico, hasta una altura arbitraria
(h). equilibre el equipo utilizando una pesa, desplazándola en el carril de
pesas. Anote los valores del nivel del agua h, el valor de la pesa, W; y, el
desplazamiento de la pesa, X
5.- Retire el agua del recipiente hasta el
nivel de referencia h´, recalibre nuevamente el contrapeso con respecto al
nivel del agua h´
6.- Repita el procedimiento 4 y 5, para dos
alturas adicionales, h, diferentes, agregando más agua al recipiente.
HOJA
DE DATOS Y CÁLCULOS
El desplazamiento X, de la pesa se mide
desde el cero de la regla graduada (centro de curvatura del anillo) hasta el
centro de gravedad de la pesa.
El valor anotado en las pesas
corresponde a gramos masa.
Mediciones
y Resultados
R =
cm
b = cm
| Exp. Nº | h´(m) | h(m) | W(N) | X |
Dh(m) | F exp. (N) | F teór (N) | % Error |
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 |
a)
Determinación de la fuerza resultante experimental
La
sumatoria de momentos de las fuerzas actuantes con respecto al centro de
curvatura debe ser cero, por tanto:
,
entonces F=
W*X/(R-ΔH/3)
b)
Determinación de la fuerza
resultante teórica
Demostrado
en clase que: F = g.*h*.A = g.(Dh/2).(b.Dh)
c)
Determinación del porcentaje de error
%
error = (F teórico – F experimental.)/F teórico. x 100