Lab. Arquimedes y Bourdon

7/25/2019 Lab. Arquimedes y Bourdon

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PRINCIPIO DE ARQUIMEDES Y MANOMETRO DE BOURDON

RICARDO REYES CARRILLO 40012701HECTOR CORTEZ 4000XXXX

OSCAR NEIRA 400XXXX

PRESENTADO A:ING. MAURICIO AYALA

GRUPO 01VIERNES 11:00 1:00 M

UNIVERSIDAD DE LA SALLE!ACULTAD DE INGENIER"A CIVIL

AREA DE LABORATORIO DE !LUIDOSBOGOTA# MARZO $ DE 2004


2/40

MEDICI%N DE PRESI%N


3/40

INDICE

1. &USTI!ICACI%N

2. OB&ETIVOS

2.1. O'()*+,- /))3)

2.2. O'()*+,- ))56-

. MARCO TEORICO

.1 D)6++8 9) P)+8

.1.1. P)+8 A'-3*

.1.2. P)+8 M-;*+-

.4 D+-+*+,- 3 M)9++8 9) P)+-)

H+9-*>*+

.4.1 M8;)*- S+;3).4.1.1 B8;)*-

.4.1.2 P+)@8;)*-

.4.2 M8;)*- D+=))+3)

.4. M8;)*- C)9-

.4..1 M8;)*- 9) P)+8 9) T'-

B-9-

.4..1.1M8;)*- 9) B-9-

P)+-) A'-3*

.4..1.2M8;)*- 9) B-9-

P)+-) R)3*+,


4/40

.4.4 T9*-) 9) P)+8

4 ELEMENTOS

4.1 E);

4.1.1 B8;)*-

4.1.2 P+)@8;)*-

4.1. M8;)*- D+=))+3

4.1.4 M8;)*- 9) T'- B-9-

4.1.$ M8;)*- 9) B-9- P)+-)

A'-3*

4.2 D)6++-)

4.2.1 B8;)*-

4.2.2 P+)@8;)*-

4.2. M8;)*- D+=))+3

4.2.4 M8;)*- 9) T'- B-9-

4.2.$ M8;)*- 9) B-9- P)+-)

A'-3*

4. !+-;+)*-4..1 B8;)*-

4..2 P+)@8;)*-

4.. M8;)*- D+=))+3

4..4 M8;)*- 9) T'- B-9-

4..$ M8;)*- 9) B-9- P)+-)

A'-3*

$ PROCEDIMIENTO

$.1 D+/; 9) !3(-

CALCULOS Y GRA!ICAS

7 ANALISIS DE GRA!ICAS


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PORCENTA&ES DE ERROR

CONCLUSIONES

BIBLIOGRA!"A

1. &USTI!ICACION

El registro continuo de presiones es muy frecuente tanto en

laboratorios como en la industria para la vericacin de procesos

industriales, para determinar junto con la temperatura el estado de

un gas, a la salida y entrada de las mquinas de uido, para la

seguridad de personas y del equipo, tales como calderas,

recipientes de presin, etc.

Los medidores de presin o manmetros necesariamente han deser variadsimos, ya que en los laboratorios y en la industria se han

de medir presiones desde un vaco absoluto del !"" por !"" hasta

!".""" atmsferas y a#n mayores, con grado de precisin muy

diverso y en diferentes medios $temperaturas elevadas,

atmsferas e%plosivas, etc.&

En la prctica reali'ada el da viernes !( de septiembre del

presente a)o, se ha tratado de comprender de manera

e%perimental, el funcionamiento de los principales instrumentos de

medicin de presiones, como el barmetro, los manmetros


6/40

diferenciales, de los cuales uno contiene agua y el otro un uido

desconocido, el cual debe ser averiguado y sustentado en el

presente informe. *l igual que se debe encontrar una ecuacin de

calibracin por medio del ensayo con el manmetro de presin de

tubo +ourdon.

2. OB&ETIVOS

2.1. O'()*+,- /))3)

.!.!. -iferenciar las aplicaciones de un pie'metro,manmetro, barmetro y otros instrumentos de medicin de

presin.

.!.. *preciar el principio de funcionamiento de un

barmetro, como medidor de la presin atmosfrica.

.!./. -escribir el funcionamiento de un manmetro, y como

es utili'ado para la medicin de la presin.

2.2. O'()*+,- ))56-


7/40

..!. *plicar el concepto de presin en la determinacin de la

gravedad Especca de un lquido determinado, para poder

saber precisamente que clase de lquido es con el que se est

trabajando.

... 0btener la ecuacin de calibracin para el 1anmetro

de 2ubo de +ourdon.

../. Encontrar el coeciente de correlacin, encontrar

diferencias entre la presin real y la presin leda.

..3. 4alcular la presin atmosfrica local obtenida en los

diferentes sistemas de unidades.

. MARCO TEORICO

.1. D)6++8 9) P)+8

5e dene la presin como la relacin de la fuer'a y el rea que se

apro%ima a un valor lmite $concepto de presin en un punto&

6 7 d8 9 *

La presin es un esfuer'o de comprensin, que siempre act#a de

forma perpendicular al rea en direccin entrando hacia ella.


8/40

Las dimensiones de la presin son: 5istema *bsoluto: ; 1 L

5istema >ravitacional: ; 8 L


9/40

PatmatmL

atmL

0 Abs.Abs.PatmL atmL

y la presin resultante es la que se conoce como presin relativa o

manomtrica.

BEL*4?0@ E@2BE L* 6BE5?0@ *+50LA2* C L* BEL*2?D*

6 absoluta 7 *tmosfrica $local& Belativa

El vaco perfecto es la presin ms baja posible, por lo tanto la

presin absoluta siempre es positiva. Ana presin manomtrica

que sea mayor que la presin atmosfrica local, es positiva $&.

Ana presin manomtrica que sea menor que la presin

atmosfrica es negativa y se le conoce como presin de vaco.

.1.. P)+8 A*;-=


10/40

atmosfrica no es constante, vara de un lugar a otro, dependiendo

de la elevacin sobre el nivel del mar y de los factores

meteorolgicos y climatolgicos. * la presin atmosfrica de cada

lugar se denomina presin atmosfrica local promedio$vara

durante todo el da alrededor de este valor&.

El intervalo de variacin normal de la presin atmosfrica cerca de

la supercie terrestre es apro%imadamente de F( Gpa $abs& a !"(

Gpa $abs&.

.1.4. P)+8 E*>9

5iendo el aire un uido compresible, se densidad $peso& es funcin

de la presin y la temperatura, por lo cual se puede obtener una

relacin entre la presin atmosfrica local y la altura sobre el nivel

del mar $a..s.n.m.&:

6. atmosfrica $local& 7 6. atmosfrica $stndard& H $ ! I .(J H!" I

(

H K&(.(J

6. atmosfrica $stndard& 7 !"/// $Ggf9m&

-onde

K 7 *ltura del lugar en metros sobre el nivel del mar

.2. L)? 9) P3

6ermite calcular la distribucin de presiones hidrostticas en el

seno de un uido en reposo, esa presin depende e%clusivamente


11/40

de K $altura&, es decir de la altura de cada punto respecto de un

nivel cualquiera elegido.

M La presin en cualquier punto de un uido sin movimiento, tiene

un solo valor independiente de la direccinN

.. V++8 9) 3 P)+8 ) !3+9- )*>*+-

6 7 6! h

En donde6 7 6resin del punto en consideracin

6!7 6resin de un punto de uido conocido

7 6eso especco del uido que se encuentra en reposo

h 7 profundidad o distancia vertical desde el punto 6!, hasta el

punto 6.

La distribucin de presiones contenida en la ecuacin, se denomina

distribucin de presiones hidrostticas y al trmino $h&,m se le

conoce como presin hidrosttica.

P2

P1

h


12/40

Esta ecuacin es valida #nicamente, para un lquido homogneo en

reposo, los puntos que se encuentran sobre el mismo nivel

hori'ontal tiene la misma presin. El cambio de presin es

directamente al peso especco del lquido. La presin vara

linealmente con el cambio de elevacin o de profundidad. La

ecuacin no es vlida en los gases, debido a que el peso especco

del gas cambia con la presin.

.4. D+-+*+,- 3 M)9++8 9) P)+-)

H+9-*>*+

En la actualidad se usan diferentes aparatos o dispositivos para la

medicin de presiones hidrostticas, de los cuales los ms

com#nmente usados son:

.4.1. M8;)*- S+;3)

Los aparatos destinados a medir presiones se denominan

manmetros. Oay nombres especiales para algunos de ellos, seg#na que tipo de presiones se destinen.

.4.1.1. B8;)*-

?nstrumento que sirve para determinar la presin atmosfrica

local, consiste en un tubo de vidrio lleno de mercurio, con un

e%tremo cerrado y otro abierto sumergido dentro de un recipiente

que contiene dicho elemento. El e%tremo abierto se sumerge en el

recipiente lleno con mercurio y se deja que el sistema alcance el

equilibrio. En la parte superior del tubo se produce un vaco, que se


13/40

encuentra muy cercano al vaco perfecto, conteniendo vapor de

mercurio a una presin de solamente ".!P 6a a "Q4.

La presin atmosfrica ejercida sobre la supercie del mercurio en

el recipiente, lo fuer'a a elevarse dentro del tubo, hasta alcan'ar la

columna una altura h, que equilibra la presin atmosfrica y se

e%presa as:

6a 7 Og H h

-onde:

Og 7 6eso especco de 1ercurio $!/.(F( Ggf9m

&6a 7 6resin atmosfrica local

h 7 *ltura del mercurio en el tubo

.4.1.2. P+)@8;)*-

El tubo pie'omtrico, se utili'a para medir presiones estticas

moderadas de un lquido que uye dentro de una tubera,

consistente en un tubo transparente de dimetro peque)o,conectado al interior de la tubera mediante un niple y con otro

e%tremo abierto a la atmsfera.

La altura h de la columna pie'omtrica, multiplicada por el peso

especco del lquido en la tubera, determina la presin en la

misma para el punto de contacto con el pie'metro. @o necesitan

de lquido manomtrico, y dan la presin en mm de presin.

.4.2. M8;)*- D+=))+3)


14/40

El manmetro diferencial abierto, consiste en un tubo en A,

parcialmente lleno de un lquido pesado. Ano de los e%tremos se

conecta de manera perpendicular a la pared que conna el uido

del recipiente que lo contiene. El otro e%tremo puede estar abierto

a la atmsfera o bien con otro punto de la pared, en cuyo caso el

manmetro mide la diferencia de presiones entre los dos puntos.

La diferencia de niveles de la columna de lquido en el manmetro

diferencial indica la diferencia de las cargas de presin, ejercidas

sobre los e%tremos de la columna.

.4.. M8;)*- C)9-

5on aparatos comerciales provistos de un sistema mecnico de

aguja y cartula graduada, donde se leen las presiones

directamente.

.4..1. M8;)*- B-9-

.4..1.1.M8;)*- 9) B-9- P)+-)A'-3*

En el interior del tubo elptico se ha hecho el vaco la deformacin

de dicho tubo transmitido por el sector y el pi)n a al aguja

indicadora es funcin de la presin absoluta. 5e conoce con el

nombre de manmetro de +ourdon para presiones absolutas.

.4..1.2.M8;)*- 9) B-9- P)+-) R)3*+,

En este caso la deformacin del tubo elptico es funcin de la

presin relativa, porque la presin a medir act#a en el interior del

tubo y la presin atmosfrica en el e%terior. * este se le conoce


15/40

con el nombre de 1anmetro de 2ubo +ourdon. Este dispositivo

para medir presin, operan bajo el principio, de que las fuer'as

resultantes de una presin, producen la dee%in de un elemento

elstico conectado a una aguja o indicador sobre la cartula. La

cartula se calibra para leer la presin en cualquier unidad

deseada. La variacin del tama)o y rigide' del tubo, permite a los

fabricantes, construir manmetros, para cualquier orden de

magnitud. La escala del medidor, normalmente indica cero cuando

el medidor est conectado o abierto a la presin atmosfrica y por

arriba de caro cuando se tiene una presin manomtrica positiva.

La cartula indica dependiendo de las unidades en las cuales est

calibrado. Estos medidores deben estar calibrados en el

laboratorio, para poder asegurar que las indicaciones sean

correctas o tengan que hacerle alguna correccin. *lgunos

medidores son capaces de medir presiones por debajo de la

atmosfrica y a estos se les denomina vacunmetros.

.4.4. T9*-) 9) P)+8

An transductor es un instrumento que mide una cantidad fsica y

genera una se)al elctrica que tiene una relacin predecible con la

cantidad medida. El nivel de la se)al elctrica se puede entonces,

registrar representar en un medidor o almacenar en la memoria de

una computadora, para e%hibirla o anali'arla ms tarde. E%isten

diferentes tipos de transductores, basados en diferentes principios

fsicos como son:

- 2ransductor de presin medidor de tensin


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Presin Atmosfrica

Vaco

760 mm

Mercurio

- 2ransductor de presin tipo LD-2 $transformador diferencial

lineal variable&.

- 2ransductor de presin pie'oelctricos

- 2ransductores de presin de resonador de cuar'o.

4. E3);)*-

4.1. E);

4.1.1. B8;)*-

4.1.2. P+)@8;)*-

h

Tubo Piezomtrico

Orificio Piezomtrico


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4.1.. M8;)*- 9+=))+3

4.1.4. M8;)*- 9) T'- B-9-

4.1.$. M8;)*- 9) B-9- P)+-) A'-3*

A B

Pb

P!0

P


18/40

4.2. D)6++-)

4.2.1. B8;)*-

?nstrumento que mide la presin del aire y que permite prever los

cambios de tiempo. Los barmetros de mercurio son instrumentos

eles pueden ser e%tremadamente precisos, sobre todo si se tiene

en cuenta que el valor de la aceleracin donde se hace la medicin

$ya que el peso especco del mercurio depende de ella&, la

temperatura media observada $ya que el mercurio se dilata con el

calor&, la capilaridad $el mercurio no moja el vidrio&, y la altitud con

respecto al nivel del mar

4.2.2. P+)@8;)*-

Es un tubo transparente de cristal o plstico, recto con un codo que

no debe ser inferior a ( mm para evitar las correcciones por

menisco, los que estn provistos de escala graduada y nonius sonde gran precisin, cmodos, no necesitan de lquido manomtrico

y dan la precisin en mm de columna de lquido que se quiere

medir, estos solo sirven para medir presiones peque)as. Ana

presin de ". atmsferas en agua requerira un tubo 6ie'omtrico

de m.

4.2.. M8;)*- D+=))+3

Los manmetros diferenciales o cerrados, miden la diferencia de

presiones entre dos puntos. 4omo es la diferencia, entonces no

importa el nivel de referencia $absoluta o relativa&. La diferencia


19/40

de niveles de la columna de lquido en el manmetro diferencial

indica la diferencia de las cargas de presin ejercidas, sobre los

e%tremos de la columna.

4.2.4. M8;)*- 9) T'- B-9-

6ara presiones muy pero muy grandes, el cual se calibra por medio

de una ecuacin de calibracin, como sigue:

6real 7 G 6med 4te.

5i estuviera calibrado los valores de G7!, y por consiguiente el de

la constante sera ".

4.2.$. M8;)*- 9) B-9- P)+-) A'-3*

4omo su nombre lo indica, mide presiones absolutas, es decir toma

en cuenta la presin atmosfrica, tomando como base el cero

absoluto.

4.. !+-;+)*-

4..1. B8;)*-Es un dispositivo, que consiste en tubo cerrado largo cerrado en un

e%tremo y que inicialmente esta lleno completamente con

mercurio. El e%tremo abierto se sumerge entonces bajo la

supercie de un contenedor lleno de mercurio y se deja que el

sistema alcance el equilibrio. En la parte superior del tubo se

produce un vaco que se encuentra muy cercano al vaco perfecto,

conteniendo vapor de mercurio a una presin de solamente ".!P

6a a "Q4. ?niciando en este punto, y escribiendo una ecuacin

parecida a la obtenida con los manmetros, tenemos:

" m h 7 patm


20/40

4omo el peso especco del mercurio es apro%imadamente

constante, un cambio en la presin atmosfrica ocasionar un

cambio en la altura de la columna de mercurio. Esta altura se

reporta a menudo como la presin baromtrica. 6ara obtener una

presin baromtrica real es necesario multiplicar la altura, h, por m

h $m 7!/.R S@9m, R33.F lb9pie&.

4..2. P+)@8;)*-

El tubo descrito en los apartes anteriores, se conecta al punto en

que se quiere medir la presin, practicando cuidadosamente en lapared del recipiente o tubera un oricio, llamado oricio

6ie'omtrico. El oricio 6ie'omtrico en los lquidos en reposo

$tanque, cisterna& no requiere cuidado especial $La esttica de los

uidos reales no se diferencia en nada de la esttica del uido

ideal&. En los uidos en movimiento se han de tomar las

precauciones siguientes para evitar que se produ'can

perturbaciones que transformaran parte de la energa de presin

en energa dinmica y falsearan la medida. El tubo a de terminar

perpendicular a la corriente conviene que sea de ! a / mm de

dimetro se ha de eliminar cualquier rebaba remanente del metal

en la perforacin del tubo.

4... M8;)*- D+=))+3

4onsiste en un tubo transparente en forma de A, parcialmente

lleno de un lquido pesado. Ano de sus e%tremos se conecta de

manera perpendicular a la pared que conna el ujo del recipiente

que lo contiene. El otro e%tremo se puede encontrar abierto a la


21/40

atmsfera o bien con otro punto de la pared, en cuyo caso el

manmetro mide la diferencia de las presiones entre los dos

puntos.

4..4. M8;)*- 9) T'- B-9-

La presin a medir act#a en el interior del tubo elptico

4..$. M8;)*- 9) B-9- P)+-) A'-3*

En el interior del tubo elstico, se ha hecho el vaco, la presin a

medir act#a sobre el e%terior del tubo y lo deforma, la deformacin

se transmite a la aguja indicadora por el mecanismo mostrado en

el esquema anteriormente e%puesto.

DIAGRAMA DE !LU&O

C3+'+8 9)3 T'- 9) B-9-

Removemos el pistn de launidad y lo untamos de aceite

para facilitar el deslizamiento.


22/40

Tomamos la lectura inicial del manmetro

Adicionamos sobre el pistn una

esa de eso conocido.

Tomamos la lectura del manmetro

Tomamos datos: del peso y deldimetro del pistn.

Llenamos el cilindro y la manguera

conectada al manmetro con agua,

removiendo el aire atrapado en eltubo.

Se coloca el pistn dentro del cilindro lleno de agua, esperando a

ue descienda suavemente, mientras el aire y el agua de e!ceso es

desalo"ado por el orificio lateral.

Secamos la superficie delistn.


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$. CALCULOS Y GRA!ICAS

P)- 9)3 P+*8: //".3 gr. D+>;)*- 9)3 P+*8: cm.

) .142)F4 ;2

Mediciones = 6

Al tomar los datos de descarga

se produ"o una falla, por lo ue

no se tomaron datos de esta.

#ncontrar la presin real para

cada dato.

$raficar %resin Real &s.

%resin medida.

'allar la ecuacin de calibracin

del manmetro de (ourdon.

Anlisis de resultados

obtenidos, para las conclusiones

del e! erimento.


24/40

PARA CARGA:

N 9)9*-

9++-9-

3 +*8J/=K

*-*3 )

)3 +*8J/=K

L)* 9)3

;8;)*-JK

P)+8

R)3JK

9) )-

1 0 0,3304 12 10,32 14,04

2 0,6 0,9304 40 29,05 27,38

3 1,1 2,0304 50 63,39 26,79

4 1,6 3,6304 60 113,35 88,91

5 2,6 6,2304 90 194,53 116,14

6 3,6 9,8304 110 306,93 179,02

E+8 9) C3+'+8 9)3 M8;)*- 9) B-9-:

6medida 7 3.R(PH Beal I R.J"P P 3- M8;)*- D+=))+3):

- 8luido h 7 !!.J mmcuido manomtrico

h 7 "."!!Jm. $uido manomtrico&

- A/ . ;; /

0.00;. A/K

T));- :

O0 7 F.R! @9m/

6 7 O0 H h, donde h sera h

6 7 F.R! G@9m/ H ".""FR m

P 0.01 JN;2 PK )+8 )3*+,K

6resin absoluta7 presin atm. Local presin relativa

P)+8 A'-3* 72.27 J

4on esta presin hallo uido , con la misma frmula utili'ada en el

anterior aparte:

6 7 uido H h


25/40

"."FJ!/R 6a 9 "."!!Jm 7 uido

+9- .2 JN;

P 3 )+8 A*;-=


26/40

Presin real vs. Presin Medida

Carga

y = 0.7959x + 4.1901

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200

P real (kPa)

Pmedida(kPa)

>racamos y hallamos la ecuacin de calibracin del manmetrode +ourdn para los datos cuando se estaban adicionando pesassobre el pistn, ya que la ecuacin es de la forma:

61E-?-*7 k% 6BE*L cte

El coeciente de correlacin es 0.7$, $c!&

Luego gracamos la presin real $6BE*L& contra la presin medida

$61E-?-*& para los datos cuando el pistn se estaba descargando y

hallamos otro coeciente de correlacin:

El coeciente de correlacin es 0.77, $c&


27/40

Presin real vs. Presin Medida

Descarga

y = 0.7837x + 8.3442

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200

P real (kPa)

Pmedida(kPa)

Oacemos una promedio entre los dos coecientes de correlacin,

para la carga $c!& y el hallado para el proceso de descarga $c&:

7898.02

7837.07959.0

2

21=

+=

+=

cccPROMEDIO

6or medio de la grca adjunta en el presente laboratorio,

hallamos una ecuacin para la calibracin del manmetro de 2ubo

de +ourdon. -onde El punto de interseccin con el eje %, nos da el

valor de G, y el, valor de la pendiente de la misma recta es la

constante. Luego si la pendiente hubiese sido ! $S7!&, entonces la

lnea tendra una inclinacin de 3(Q, y comen'ara de ". Luego laconstante es ".


28/40

7. PORCENTA&ES DE ERROR

ERRORES PARA CADA UNA DE LAS MEDICIONES

-*20 T 6BE5?U@ 1E-?-*

$G6*&

6BE5?U@ BE*L $G6*&EBB0B V

! !! !"./ J.P /! /".R ".J/ 3( 3J.3 /3 J" J." /.( F! F/. ./J !" !3.3 /.(P !3F !((.P 3./


29/40

CONCLUSIONES

An pie'metro me mide presiones estticas peque)as, se puede

utili'ar cualquier uido manomtrico.

An barmetro nos mide la presin atmosfrica local, utili'ando

como uido manomtrico el mercurio.

El manmetro de tubo +ourdon, mide presiones, bajo el principio

de que las fuer'as resultantes de una presin, producen ladee%in de un elemento elstico conectado a una aguja o

indicador. En el que se encontr como ecuacin de calibracin

del manmetro:

P;)9+9 24.$7 P)3 2.07


30/40

BIBLIOGRA!IA

E+3-)9+ 9) 3 C+)+ ? T)-3-/5. 2omo !,,/,3.

Editorial -onado. !5+ Baymond *. 5erWay. Editorial 1c>raW Oill. 2omo ?.

4uarta edicoin M)>+ 9) +9- ? ;>+ +93+. 4laudio

1atai%. S*))*)# .Edicin 1ecnica de 8luidos.

!@++.2ercera edicin. 1ecnica de 8luidos con aplicaciones

a ?ngeniera.


31/40

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES


32/40

INDICE

!. Xusticacin

.0bjetivos

/. 1arco 2erico

3. 1ateriales

(.6rocedimiento $ diagramas de ujo, clculos y porcentajes de

error&

40@4LA5?0@E5


33/40

1. &USTI!ICACI%N

El principio de *rqumedes viene siendo utili'ado por el hombre

hace unos """ a)os apro%imadamente. El volumen de un

slido puede ser determinado mediante la perdida aparente de

peso cuando se introduce completamente en un liquido con

densidad relativa conocida. *s podemos ver como todo cuerpo

sumergido total o parcialmente en un liquido, sufre un empuje

vertical hacia arriba igual al peso del liquido despla'ado.

2. OB&ETIVOS


34/40

- *plicacin e%perimental del principio de *rqumedes basado enproblemas de otacin.

- -eterminar en forma practica las fuer'as de empuje generadaspor un uido sobre un cuerpo.

- Encontrar el principio de *rqumedes en forma e%perimentalrapida y sencillamente.

.MARCO TEORICO

P+++- 9) A5;)9)

El principio de *rqumedes arma que todo cuerpo sumergido enun uido e%perimenta un empuje vertical y hacia arriba igual alpeso de uido desalojado.


35/40

La e%plicacin del principio de *rqumedes consta de dos partescomo se indica en la guras:

!. El estudio de las fuer'as sobre una porcin de uido en

equilibrio con el resto del uido.. La sustitucin de dicha porcin de uido por un cuerpo slidode la misma forma y dimensiones.

P-+8 9) +9- ) )+3+'+- - )3 )*- 9)3 +9-.

4onsideremos, en primer lugar, las fuer'as sobre una porcin deuido en equilibrio con el resto de uido. La fuer'a que ejerce la

presindel uido sobre la supercie de separacin es igual a pdS,donde p solamente depende de la profundidad y dS es unelemento de supercie.

6uesto que la porcin de uido se encuentra en equilibrio, laresultante de las fuer'as debidas a la presin se debe anular con elpeso de dicha porcin de uido. * esta resultante la denominamosempuje y su punto de aplicacin es el centro de masa de la porcinde uido, denominado centro de empuje.

-e este modo, para una porcin de uido en equilibrio con el restose cumple

Empuje7peso=fgV
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm#Concepto%20de%20presi%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/ecuacion/ecuacion.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm#Concepto%20de%20presi%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/ecuacion/ecuacion.htm


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El peso de la porcin de uido es igual al producto de la densidaddel uido f por la aceleracin de la gravedad gy por el volumende dicha porcin V.

S) *+*?) 3 -+8 9) +9- - )- 83+9- 9) 3;+; =-; ? 9+;)+-).

5i sustituimos la porcin de uido por un cuerpo slido de la mismaforma y dimensiones. Las fuer'as debidas a la presin no cambian,por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es elmismo, y act#a sobre el mismo punto, es decir, sobre el centro deempuje.

Lo que cambia es el peso del cuerpo y su punto de accin que es

su propio centro de masa que puede o no coincidir con el centro deempuje.

.

6or tanto, sobre el cuerpo act#an dos fuer'as: el empuje y el pesodel cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni estnaplicadas en el mismo punto.En los casos ms simples, supondremos que el slido y el uidoson homogneos y por tanto, coincide el centro de masa delcuerpo con el centro de empuje.


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4. MATERIALES

+E*GEB*>A*

4?L?@-B0BE>L*6E5*

$. PROCEDIMIENTO

CALCULOS

Principio deArqu!edes

LLENAMOS EL BEAKER CON NA

CAN!I"A" "E#INI"A "E $2O

PESAMOS EL BEAKER

SMER%IMOS EL

CILIN"RO "EN!RO "EL

BEAKER CON $2O

ME"IMOS EL NI&EL AL E SBE EL A%A

RE!IRAMOS EL CILIN"RO

LE%O A%RE%AMOS A%A $AS!A EL

NI&EL OB!ENI"O ( &OL&EMOS A

PESAR


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6E50 -EL +E*GEB *>A* 4?L?@-B0 5A1EB>?-0

@?DEL -EL *>A*

! 33" gr !" mm

3F( gr " mm/ (3" gr /" mm3 J"( gr 3" mm( JJJ gr (" mm

6E50 -EL +E*GEB *>A*

@?DEL -EL *>A* D0LA1E@-E5*L0X*-0

/F" gr !" mm (" mm/

3JJ.P gr " mm R./ mm/

(J.( gr /" mm !/.( mm/

(F" gr 3" mm !( mm/

J/P gr (" mm F mm/

4*L4AL0 -EL 6E50 -E *>A* -E5*L0X*-*1E-?*@2E L* EY6BE5?U@: Z 7 H D-E5*L0X*-0

8AEBK* -E E16AXEE 7 H D-E5*L0X*-0

! F.R!Hhr7 !".PR gr !".PR dinas !.(P gr !.(P dinas/ /./( gr /./( dinas3 3/.!3 gr 3/.!3 dinas

( (/.F/ gr (/.F/ dinas

V9)3-(9- +,)3K A

!UENTES DE ERRORLas fuentes de error en esta prctica de laboratorio realmente sonconsiderables, ya que podemos cometer la mayora de estos alreali'ar las lecturas correspondientes.

CONCLUSIONES


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- En un cuerpo simtrico otante el metacentro es el punto idealen que se cortan la recta que une el centro de gravedad y elcentro de empuje, cuando el cuerpo esta en equilibrio, con lavertical que pasa por el centro de empuje cuando el cuerpo se

inclina.

- El principio de *rqumedes tambin se considera cuando elcuerpo esta parcialmente sumergido, claro esta teniendo encuenta solo el rea del cuerpo que esta dentro del uido.

- En un cuerpo sumergido solamente podemos observar unafuer'a vertical ascendente gracias a las presiones y lallamamos fuer'a de empuje.


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Lab. Arquimedes y Bourdon