LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.

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Ecuación 7 Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

Para la Toma 1 se obtuvo, según observamos en la tabla de datos 2, los siguientes valores:

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Sabiendo que:

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Ecuación 8 Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

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Finalmente sustituyendo en la ecuación 8:

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Calculando el porcentaje de error,

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Ecuación 9 Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

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Aplicando este procedimiento para cada una de tomas realizadas en el laboratorio se procedió a construir la siguiente tabla de cálculos,

Toma

m1 (g)

m2 (g)

m total (g)

W (N)

F (N)

% Error

1

768,00

2797,00

3565,00

34,97

40,42

13,48

2

768,00

2165,00

2933,00

28,77

40,42

28,82

3

768,00

2720,00

3488,00

34,21

40,42

15,57

4

768,00

2677,00

3445,00

33,79

40,42

16,39

Tabla de cálculos 1: Comparación entre la fuerza ejercida por el agua y la colocada.

Fuente: Elaboración Propia

Análisis de resultados

- Cálculo de la fuerza de empuje del agua

Se procedió a calcular, con la ecuación 6, la fuerza que ejerce el agua en dirección contraria a la gravedad para cerrar la válvula check, arrojando un valor de 40,42 N, partiendo dicho cálculo de la altura en la que yacía dicha válvula con respecto a la superficie libre de líquido por el apartado de vaso comunicante.

- Uso de pesos para contrarrestar la fuerza.

En esta parte del experimento se optó por atornillar un plato a la válvula check adicionando pesos, con el fin de equilibrar la fuerza ejercida por el agua ya calculada previamente y así llegar hasta que la fuerza de los pesos fuera mayor ocasionando la apertura de la válvula check. En dicho experimento se realizaron 4 tomas las cuales serán comparadas con la fuerza de empuje del agua calculada en la parte 1, obteniendo así los siguientes porcentajes de error:

Para la primera toma se reportó 13,48%, en la segunda 28,82%, en la tercera 15,57% y finalmente la cuarta 16,39%. En la primera toma se observa un porcentaje de error aceptable pero para la segunda toma se nota una diferencia notable ya que seguramente en la realización del experimento de dejaron caer los pesos de manera rápida o de manera brusca ocasionando así que la válvula check se abriera de manera rápida, por otro lado en las dos últimas tomas están cerca del porcentaje de aceptable pudiendo ser mejor si no se hubieran dejado caer pesos de manera brusca en el plato si no habiendo hecho esta parte de manera lenta y consistente. Otra razón de estos errores elevados, pudiera ser el defecto natural de la válvula, que al momento de cerrar, el plato fijo no siempre queda completamente horizontal sino algo inclinado, generando diferencias notorias en las mediciones para el cálculo de W.

Conclusiones

En la realización del experimento pudimos notar el fenómeno del golpe de ariete como también se comprobó la relación existente entre el peso específico y la presión ejercida por una columna de líquido, comprobando finalmente que la presión es una fuerza por unidad de área.

Teóricamente existe una relación entre el peso total y la fuerza lo cual se hubiera evidenciado de mejor forma, si al realizar la práctica se hubiera dejado caer los pesos de manera lenta y constante ya que de las 4 tomas hechas, 3 dieron fuera del rango de lo aceptable independientemente de que las dos últimas tomas dieran cerca de este rango. Se adjudican dichos errores a lo antes mencionado, a las malas mediciones hechas en el laboratorio al momento de leer la balanza, leer la altura fijada o simplemente el desgaste de la válvula check.

Recomendaciones

Para un mejor desempeño de la práctica debemos tener en cuenta que al momento de colocar los pesos debe ser de manera pausada y constante para así evitar errores grandes o poco aceptables al momento de comparar la fuerza de empuje del agua con el peso colocado en el plato; también se debe chequear el desgaste de la válvula para que no afecte los cálculos adicionando así mayor porcentaje de error y finalmente estar atento a la hora de hacer mediciones de altura y pesos

Preguntas Teóricas

- ¿Por qué se llena