APPLET PRINCIPIO DE CONTINUIDAD Y BERNOULLI OBJETIVOS

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Para familiarizarnos con el tema es necesario diligenciar, leer e interiorizar la siguiente tabla resumen:

CONCEPTO DEFINICIÓN ECUACIÓN GRÁFICA EJEMPLO

Paradoja hidrostática

Relación de la presión con la profundidad caudal

Principio de continuidad Principio de Bernoulli

1. Ingresar a la siguiente dirección web: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/fluid-pressure-and-flow

2. Pruebe todos los comandos, familiarícese con ellos, observe cambios. Justificar cada actividad central mostrando por lo menos un pantallazo.

3. Activar en presión la primera pestaña, donde observará algo similar a la figura 1. Llenar el tanque y seleccionar un valor de gravedad fijo y densidad del fluido; ubicar el medidor de presión cerca de la superficie del fluido, ubicar la regla y medir la profundidad; cambiar de posición el medidor de presión por debajo del punto inicial, hasta completar la tabla 1.

Figura 1. Presión.

Tabla 1. Profundidad y presión Gravedad (m/s²):

Densidad del fluido(Kg/m³):

profundidad(Kg) Presión(Kpa) Presión(pa) 1

2 3 4 5 6 7 8

APPLET PRINCIPIO DE CONTINUIDAD Y BERNOULLI OBJETIVOS - Encontrar la relación entre presión y profundidad

- Identificar sectores del tubo donde la presión es constante y las condiciones para ello.

- Analizar el principio de continuidad.

- Reconocer la utilidad del principio de Bernoulli.

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4. Graficar en papel milimetrado; presión (en el eje Y) contra profundidad (Eje x). Hallar la pendiente de la recta por regresión lineal, o con la ayuda de Excel y con el valor de la pendiente hallar la densidad del fluido. ¿Qué puede concluir?

5. Ahora activar la pestaña central en la ventana de presión. Ver figura 2.

6. Medir la presión y la profundidad en el vaso de la izquierda, luego a la misma profundidad medir la presión en el vaso de la derecha, bajar un poco y repetir la indicación dada hasta completar la tabla 2.

Figura2. Vasos comunicantes

Tabla2. Presión y profundidad.

Vaso de la izquierda Vaso de la derecha Presión(Kpa) Profundidad

(m)

presión(Kpa)

7. Comparar los valores de presión y concluir.

8. Analizar la forma de los vasos comunicantes. ¿La presión depende de la forma? Concluir.

9. Activar la tercera pestaña de la sección de presión. Modificar el valor de gravedad y densidad (asignar valores bajos y mantenerlos hasta completar la tabla). Ubicar los medidores de presión en posiciones diferentes de la prensa, anotar los valores en antes; ubicar una pesa de 250 Kg en el pistón izquierdo de la prensa y anotar el nuevo valor de presión; secuencialmente agregar peso según la tabla 3 hasta completarla.

10. Comparar los valores de la variación de presión y concluir. ¿Qué principio físico es evidente en esta actividad?

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11. Activar la pestaña de flujo y dejar un valor fijo de caudal y densidad. Modificar la forma del tubo de forma que se ensanche cada vez más.

Ver figura 3. Ubicar el medidor de flujo en un sector cercano a la abertura pequeña, anotar caudal y área; en ese mismo punto ubicar el medidor de presión, luego el de velocidad y, completar la tabla 4.

Figura 3. Tubo horizontal, principio de continuidad

Pesas (Kg)

Medidor de presión 1 Medidor de presión 2 Medidor de presión 3 Medidor de presión 4

Antes (Kpa)

Después(

Kpa)

∆p(Kpa) Antes (Kpa)

Después (Kpa)

∆p(Kpa) Antes (Kpa)

Después (Kpa)

∆p(Kpa) Antes (Kpa)

Después (Kpa)

∆p(Kpa)

250 500 750 1000

4

Caudal (L/s): Densidad(kg/m³)

Posición 1 2 3 4 5 6 7 8 9

caudal(L/s):

flujo(L/m² s):

Velocidad (m/s) Presión (Kpa)

) ( ³

m s Av

12. Cambiar de posición secuencialmente, repitiendo el proceso anterior hasta llenar la tabla.

13. Diligenciar la última fila multiplicando el área por velocidad. Observar los resultados y concluir.

14. Realizar una gráfica en papel milimetrado de flujo (eje Y) contra área (eje X). analizar la gráfica y concluir 15. Comparar los valores de caudal y observar el de referencia. ¿Qué puede concluir?

16. Analizar los valores de velocidad y concluir.

17. ¿Qué ocurre con la presión al aumentar la velocidad?

18. Modificar las secciones de la tubería hasta que quede similar a la figura 4. Dejar caudal fijo y densidad cercana a la del agua. Ubicar la regla a la izquierda de la sección angosta. Ubicar los medidores de velocidad, presión y flujo en el centro de la parte angosta

19. (punto de referencia; y=0), modificar la altura y diligenciar la tabla de forma que los últimos datos correspondan al inicio del sector ancho.

Caudal (L/s): Densidad(kg/m³), ρ:

Posición y₁(m)0 y₂(m) y₃(m) y₄(m) y₅(m) y₆(m) y₇(m) y₈(m) y₉(m) caudal(L/s):

flujo(L/m² s):

Velocidad, v (m/s) Presión (Kpa)

) ( ³

m s Av

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20. Realizar los cálculos indicados en la tabla, analizar los resultados y concluir (en presión colocar el valor de la tabla anterior convertido a Pa).

Posición y₁(m)0 y₂(m) y₃(m) y₄(m) y₅(m) y₆(m) y₇(m) y₈(m) y₉(m) Presión (Pa)

2 v2



gy suma