PRACTICA No. 7

PRESION OBJETIVO: Identificar a la presión como una magnitud física que relaciona la fuerza

ejercida en un área determinada.

Comprobar el efecto de la presión atmosférica sobre el embolo de una jeringa

cerrada y hallar el valor de dicha presión.

PROBLEMA:

HIPOTESIS:

INTRODUCCIÓN:

En la practica anterior observaste algunas propiedades de los fluidos (líquidos) que rigen

su comportamiento cuando están en reposo o en movimiento, en estas practicas

observarás el efecto de los fluidos en reposo sobre su entorno.

Recordaras que la gravedad de la Tierra ejerce una influencia sobre cada cuerpo o

sustancia que se manifiesta mediante el peso magnitud que esta asociada a la masa que

posee. Cuando este peso se aplica sobre una superficie, el efecto resultante es un

cambio de presión sobre el cuerpo que recibe la fuerza.

La presión (P) es el resultado de la fuerza perpendicular que se ejerce sobre una

superficie y varía con la magnitud de la fuerza aplicada y el área que la recibe.

Matemáticamente la podemos calcular:

Donde: P = Presión en N/m2, D/cm2, Poundal/ft2 ó en Pa o Barias

F = Fuerza perpendicular en N, D, lbf o Poundal

A = Área o superficie en m2, cm2, ft2

En los fluidos se pueden distinguir dos situaciones en las que se presenta la presión:

1. Cuando una fuerza se aplica sobre una superficie del fluido.

2. Cuando el fluido ejerce una fuerza sobre una superficie del recipiente que lo contiene.

TIPOS DE PRESIÓN

HIDROSTATICA (PH): Es laque se debe al peso del fluido, y se define como la fuerza por

unidad de área debida a una columna de fluido, esta presión relaciona la cantidad del

fluido y su densidad, matemáticamente la podemos calcular:

ó

Donde: PH = Presión hidrostática en:

p = Densidad en:

g = Aceleración de la gravedad en:

h = Altura en:

Pe = Peso específico en:

ATMOSFÉRICA (Patm): Es la fuerza aplicada por unidad de área que ejerce la atmosfera

sobre una superficie, cuerpo o fluido debido al peso de los gases que la componen. Su

magnitud es variable debido a la altura sobre el nivel del mar. Es este punto es donde

alcanza su máximo valor y su valor convencional es de 1 atmósfera que equivale a 760

mmHg.

Los valores de dicha presión se miden con los manómetros de mercurio que consiste en

un tubo lleno de mercurio, con un espacio cerrado y vacío sin presión. Matematicamente

la podemos calcular:

Patm = Pabs - Pman

Donde: Patm = Presión atmosférica en:

Pabs = Presión absoluta en:

Pman = Presión manométrica en:

O si requieres calcular la presión en algún lugar específico (Ciudad) utilizas:

Pciudad = Patm – Ph

Donde: Pciudad = Presión en el lugar a calcular en:

Patm = Presión atmosférica en:

Ph = Presión a una determinada altura (altitud msnm) y que se considera como

una presión hidrostática tomando al aire como una columna) en:

MANOMETRICA (Pman): Es la presión ejercida en el interior de un recipiente por o sobre

el fluido contenido debido a cambios de temperatura o procesos de compresión que no

están relacionados con el peso de la atmósfera. Esta presión se mide habitualmente con

el manómetro de tubo abierto o manómetro de líquido.

ABSOLUTA (Pabs): Es la suma de las presiones atmosféricas y manométricas que se

ejercen sobre un fluido o un cuerpo. Para calcularla:

Pabs = Pman + Pabs

MATERIALES:

Base de soporte Pie o triangulo Varilla de 50 cm

Varilla de 25 cm Nuez doble Pinza universal

Jeringa 6 lastres Pesa adicional

NOTA: De casa traer: jeringa de 15 ó 20 cm3 e hilo resistente (cáñamo)

DESARROLLO:

1.- Realiza el montaje de acuerdo a la imagen.

2.- La pinza debe sujetar firmemente a la jeringa, pero sin oprimirla excesivamente para

permitir el desplazamiento del émbolo.

3.- Como medida de precaución es conveniente atar el émbolo a la pinza universal para

evitar que al caer pueda romperse contra la mesa.

4.- Lleva el embolo de la jeringa hasta su posición superior y cierra perfectamente la boca

de la jeringa.

5.- Colgar inicialmente del émbolo una pesa de 500 g y anexar una de 50 g.

6.- Añadir masas de 50 g hasta obtener una fuerza constante que haga salir el émbolo.

¡ATENCIÓN! Tener mucha precaución y cuidado con el émbolo ya que a pesar de estar

amarrado se puede caer, golpear y romper.

7.- Calcular la fuerza en N que a sido necesaria para hacer salir el embolo. Ir llenando el

cuadro de datos.

8.- Calcula la superficie del émbolo en cm2.

9.- Repite los pasos del 4 al 7 dos veces más y registra.

OBSERVACIONES Y RESULTADOS:

MAGNITUD UNIDAD REPETICIONES

1 2 3

Masa total

Kg

Peso (P) = m x g

N

Area (A)

cm2

Presión P = F/A

N/cm2

EVALUACIÓN:

1.- ¿Qué fuerza se opone a la salida del émbolo cuando la boca de la jeringa esta

cerrada?

2.- ¿Qué ha ocurrido cuando se consigue que el émbolo se deslice?

3.- Investiga la altitud del lugar donde vives y calcula la presión a la que se encuentra

sometida.

CONCLUSIÓN:

EVIDENCIA:

SERIE DE EJERCICOS UNIDAD III FLUIDOS

1.- A través de una manguera de 1in de diámetro fluye gasolina a una velocidad de 5ft/s.

¿Cuál es el gasto en galones por minuto (1ft = 7.48gal)? ¿Cuánto tiempo tardaría en

llenar un tanque de 20gal?

2.- ¿Cuál es la velocidad de salida del agua a través de una grieta del recipiente

localizada 6m por debajo de la superficie del agua? Si el área de la grieta es de 1.3cm2

¿Con qué gasto sale el agua del recipiente?

3.- Una fuerza de 400N se aplica al pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo

diámetro es de 4cm. ¿Cuál debe ser el diámetro del pistón grande para que pueda

levantar una carga de 200kg?

4.- Un cubo de 100g que mide 2cm por lado, se ata al extremo de una cuerda y se

sumerge totalmente en agua. ¿Cuál es el empuje y cuál es la tensión sobre la cuerda?

5.- ¿Qué volumen de agua tiene la misma masa que 100cm3 de plomo? ¿Cual es el peso

específico del plomo?

6.- Una sustancia desconocida tiene un volumen de 20ft3 y pesa 3370lb ¿Cuál es el peso

específico y la densidad?

7.- Calcular la profundidad a la que se encuentra sumergido un barco en el mar cuando

soporta una presión hidrostática de 8x106 Pa. Si la densidad del agua de mar es de

1020kg/m3.

8.- Un cubo de aluminio presenta 2cm de longitud en uno de sus lados tiene una masa de

21.2g. Determina:

a). La densidad del cubo. b).Determina la masa de 5.5cm3 de aluminio

9.- ¿Cuál será la fuerza que se producirá en el embolo mayor de una prensa hidráulica,

cuyo diámetro es de 40 cm, si en el embolo menor de 12 cm de diámetro se ejerce una

fuerza de 250 N?

10.- ¿Qué pesa más 480 kg de aluminio o 28 in3 de hierro?

11.- En la parte más ancha de un tubo de Venturi hay un diámetro de 12.16 cm y una

presión de 4x10 4 Pa. En la parte más estrecha el diámetro es de 6.08 cm y 2.5x10 4 Pa.

Determina la velocidad del agua que fluye por la tubería, así como el gasto y el flujo que

se presentan.

12.- Calcular el diámetro que debe tener una manguera para que pueda desalojar 20 litros

de gasolina en un minuto con una velocidad de salida de 5 m/s.