Práctica #5. - Mecánica de Fluidos, Del 17 Al 20

 

 

ESTÁTICA

Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

LABORATORIO DE FISICA II Hora Clase: V3-V4 Catedrático: Juan Bautista González

Práctica #5 Mecánica de Fluidos: Estática   “

”

Presión del Agua Fecha de entrega: 13/09/2021 Periodo Agosto-diciembre 2021

Brigada: 205 Integrantes del equipo:

Carrera:

Matrícula:

Vanessa Cantú Ibarra Daniela Sehani Cobos Pedraza

IMA IMA

1965455 1977189

Devany Victoria Aldaco Zapata

IMA  IMA 

1962867

Francisco Solís Martínez

IMA

1974969

“Alere flammam veritatis” 

Cd. Universitaria, San Nicolas de los Garza, N, L a 21 de septiembre del 2021.

 

 

ESTÁTICA Introducción: Mecánica Me cánica de flui dos Es la rama de la física que estudia a os fluidos en reposo (hidrostática) y en movimiento (hidrodinámica). Para esta practica veremos los fluidos en reposo, analizando en dos secciones:   Presión a profundidad   El principio de Arquímedes

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Es el realizado por matemático y físico griego Arquímedes de Siracusa. Este científico señalo que un cuerpo parcial o totalmente sumergido en un líquido en reposo registra un empuje vertical hacia arriba que resulta idéntico al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo.  

Marc o Teóric Teóric o Marco MARCAS MUNDIAL ES DE INMERS INMERSION ION La apnea o buceo libre (freediving) es un deporte extremo, el cual tiene como base la suspensión voluntaria de la respiración dentro del agua mientras se recorren largas distancias o se desciende hasta grandes profundidades.

Está muy particular actividad práctica el descenso a la profundidad del mar a pulmón libre, es decir, sin equipos de submarinismo tradicionales como el esnórquel. En un principio la disciplina permitía descender unos pocos metros (30 metros con peso variable en 1849) pero, a medida que se fueron sofisticando las prácticas, alcanzó a sobrepasar el límite de 120 metros con peso variable, por lo que se requirió de una cuerda atada a un ancla perfectamente vertical para evitar la desorientación del apneísta. Con este mecanismo solo se sigue la cuerda en el descenso y ascenso sin la necesidad de orientarse abriendo los ojos.

 

 

ESTÁTICA

La rusa era considerada la "reina de la apnea", en especial por dos marcas muy difíciles de batir: los 101 metros de inmersión con aletas y los 71 metros sin aleta. Especialmente ese registro por encima de los 100 metros es considerado un logro legendario. Molchanova lo logrócasi en septiembre de 2009, cuando se sumergió en las aguas de la ciudad de Sharm el-Sheik, en Egipto, y 3 minutos y 56 después impuso una marca increíble.

"Natalia Molchanova, 101 metros, récord mundial", dijo una de las  juezas presentes presentes en la prueba prueba con con la tarjeta blanca que Molchanova había traído de las profundidades.

Y en cuestión de hombres, la cosa queda en familia. Alexey Molchanov, uno de los dos hijos de la apneísta rusa, es el poseedor del récord masculino de inmersión con aletas con una marca de 128 metros.

Procedimiento Experimental

Equipo qu e se utilizó para la elaboración elaboración d e la practica Cilindro para analizar analizar ➢  Bascula o dinamómetro ➢  Va Vaso so d e precipitado ➢  Ca Canastilla nastilla del cilindr o ➢   Ag  Agua ua ➢ 

El video de la practica pract ica que se nos proporcionó, se divide en dos secciones: presión a profundidad y el principio de Arquímedes.

 

 

ESTÁTICA Se nos dieron tres formas a analizar, cada una de las formas se basan en lo siguiente: 1era forma: primeramente, se pesó el cilindro para así obtener el peso real; posteriormente, el cilindro se introdujo en el agua para así poder observar el peso que se dio cuando floto (cabe mencionar que los dos pesos, el peso que se tomo al principio y el de dentro del agua son diferentes ya que interviene en este último, la fuerza de empuje). 2da forma: el vaso de precipitado se introdujo dentro del vaso grande; posteriormente, el vaso precipitado chico se llenó de agua al límite, luego, se capturo el liquido que se desplazo al vaso grande; para continuar se obtuvo el volumen desplazado introduciéndolo introduci éndolo en la probeta (el volumen se encuentra/calcula con la fuerza de empuje que tuvo). 3era forma: para esta tercera y ultima forma, se obtuvo, primeramente, el volumen del cilindro en color verde; después, se sumergió por completo en el fluido (el volumen del liquido que se deslazo es el mismo que el del objeto), y para finalizar se calcula la fuera de empuje con el volumen del paso anterior.

Cálcu lcu los y Resultados Cá 1era PRIMER FORMA Wreal= 0.7N

Wreal real –  –  Waparente= β 

Waparente= 0.3N

0.7N – 0.7N – 0.3N=  0.3N= β 

β= 0.4N  0.4N 

2da FORMA β= 0.47N 

v= 48cm3

β= pvg  pvg 

v= 4.8 x 10-5 m3 

β= (100 kg/m3 x 4.8 x 10-5 m3) (9.81 m/s2)

3ra FORMA v= r 2h h= 9.8cm = 0.098 m

v= (0.0125m)2 (0.098m)

r= 1.25cm = 0.0125 m

v= 4.81 x 10-5 m3

β= pvg  pvg  β= (100 kg/m3 x 4.81 x 10-5 m3) (9.81 m/s2) β= 0.471N  0.471N 

 

 

ESTÁTICA Preguntas Explicar por qué los buzos necesitan aire a presión para poder respirar cuando están sum ergidos en el agua. agua. R= Debajo del agua todo pasa mucho más despacio; los buceadores experimentados siempre tratan de hacer movimientos lentos y pausados, tratando de fluir debajo del agua. Todo esto responde a un criterio de eficiencia energética. Y es que cuanto más pausados nos movamos debajo del agua y más calmados estemos, menos requerimientos de energía precisamos, y, por lo tanto, menor consumo de aire de nuestras botellas. Todo esto se traduce en más tiempo debajo del agua, más disfrute y diversión, y más recuerdos grabados en nuestras retinas. Y por supuesto, MAS SEGURIDAD BUCEANDO. Pero moverse despacio, además, tiene mucha más importancia cuando cambiamos de cota de profundidad, y en especial en el momento del ascenso, ya que, además, se incorporan a la ecuación unos criterios básicos de seguridad a considerar. Dichos criterios son consecuencia del comportamiento del aire que respiramos bajo la presión del peso del agua por encima de nuestras cabezas, y sus implicaciones para nuestro organismo.

¿A qué es igual la fuerza de empuj empuj e que se ejerce ejerce sobre un cuerpo sum ergido en un fluido en reposo? R= Principio de Arquímedes…  “Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido recibe un empuje hacia arriba (ascendente) igual al peso del fluido que desaloja”.

¿De qué depende la fuerza de empuje sobre un cuerpo? R= La fuerza de empuje no depende del peso del objeto sumergido, sino solamente del peso del fluido desalojado, es decir, si tenemos diferentes materiales (acero, aluminio, bronce), todos de igual volumen, todos experimentan la misma fuerza de empuje. ¿Qué podría ¿Qué pod ría hacer para aument aumentar ar el valor de la fuerza fu erza de empuje? R= El volumen de agua desplazado debido al peso y lo que podríamos hacer para aumentar esta fuerza es aumentar el volumen del objeto y así aumenta el peso del volumen y es mayor la fuerza.7 Explicar por qué un barco de acero acero f lota en el agua mientras que una placa del mism o material se hunde.

 

 

ESTÁTICA R= Son capaces de flotar en el mar o los ríos porque existe una fuerza que empuja al barco desde abajo hacia arriba, gracias a su diseño basado una ley de la física conocida como el Principio de Arquímedes. El valor de la densidad determina si un objeto es capaz de flotar en un líquido. La madera tiene menor densidad que el agua y el hierro tiene mayor densidad que el agua. ¿Qué propone hacer con la placa para que flote? R= Acoplarse a una forma para que quede de cierta manera, provocando que no se hunda

 

 

ESTÁTICA Conclusión En este trabajo vimos 3 formas de conseguir la fuerza de empuje dependiendo los datos que tengamos usamos la formula necesaria, vimos también el principio de Arquímedes para cada uno de estos ya que con este es muy indispensable para hacer correctamente el análisis; también apreciamos sus diferentes variaciones con las fórmulas gracias al cambio de pesos, la forma, densidad, etc. La mecánica de fluidos es la rama de la física que estudia el movimiento de los fluidos, así como las fuerzas que lo provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad incapaci dad para resistir esfuerzos cortantes. Los fluidos tienen dos propiedades mecánicas: masa y peso específicos. La propiedad más importante para los fluidos es la viscosidad, adema tiene otras propiedades como: la compresibilidad, calor específico y tensión superficial

   

 

ESTÁTICA Bibliografía MUNDO, B. B. C. N. E. W. (2015, 6 agosto). ¿Cuál es la mayor profundidad que ha alcanzado? en la apnea. BBC NEWS. https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/08/150806_deportes_apnea_profundida des_records_amv   des_records_amv Laboratorio de física 2 Practica 5. (2020, 18 mayo). YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=KVLpcIjNdG8   Zarco, J. (2018, September 28). Descubre por qué los buzos necesitan ir subiendo lentamente a la superficie. Retrieved September 19, 2021, from Scubalifestyle.com website:  https://scubalifestyle.com/descubre-por-que-los-buzos-necesitan-irwebsite: subiendo-lentamente-a-la-superficie/   Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. (n.d.). Principio de Arquímedes. Retrieved September 19, 2021, from Edu.mx website: https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa4/n3/m4.html   (N.d.). Retrieved September 19, 2021, from Monografias.com website: https://www.monografias.com/docs/Practica-5FKZ8K9FYMZ#:~:text=%C2%BFCu%C3%A1l%20es%20la%20causa%20de,y%20 es%20mayor%20la%20fuerza..  es%20mayor%20la%20fuerza (N.d.). Retrieved September 19, 2021, from Org.mx website: http://www.cca.org.mx/cca/web/ventana/ligas/nlaboratorio.htm