ANALISIS CINEMÁTICO DEL AGUA: PRESIÓN EN FUNCIÓN DE LA PROFUNDIDAD

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De la cual podemos despejar la incertidumbre de la densidad, encontrando así una ecuación de componentes conocidas, como son la incertidumbre de la pendiente (ver Grafica1) y la gravedad en Cali – Colombia; encontrando de manera experimental el valor de la incertidumbre absoluta de la densidad del agua.

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A partir del resultado obtenido de la densidad del agua y su respectiva incertidumbre absoluta, se pudieron calcular la incertidumbre relativa y el porcentaje de error entre su valor experimental y su valor teórico, aplicando los procedimientos que se especifican a continuación:

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Como podemos observar el valor de su incertidumbre relativa es muy pequeño, lo que indica que la medida de la densidad puede considerarse muy precisa. Por otro lado, tenemos el porcentaje de error del valor experimental del agua con respecto a su valor teórico, el cual fue aproximadamente del 10% y represento una diferencia aceptable entre ambas densidades, teniendo en cuenta que la densidad experimental se calculó en condiciones normales de la ciudad de Cali, con una gravedad de 9,77 m/s2.

Ahora bien, después de haber encontrado de manera experimental los datos presentados precedentemente a partir del análisis de la ecuación lineal de la función Presión absoluta (ver Grafica1); se torna fundamental exponer otro resultado que también surgió de dicha observación, como lo es el valor de la presión atmosférica y su respectiva incertidumbre absoluta, especificadas directamente en la gráfica antes mencionada.

Presión atmosférica experimental[pic 35]

Incertidumbre absoluta Presión atmosférica[pic 36]

A diferencia de la presión absoluta del agua, la presión atmosférica no se obtuvo a partir de operatividad, ya que su valor y el de su incertidumbre absoluta, correspondían al punto corte con el eje () y la incertidumbre de éste, datos que se encontraron especificados en la gráfica Pa vs H.[pic 37]

Teniendo estos dos valores y utilizando el mismo procedimiento aplicado en el resultado de la variable Presión absoluta experimental , se halló la incertidumbre relativa de la presión atmosférica experimental y el porcentaje de error con respecto a su homólogo teórico, como se puede observar en el siguiente conjunto de operaciones:[pic 38]

Incertidumbre relativa Presión atmosférica[pic 39]

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Basándose en los resultados presentados con antelación, se puede deducir que la incertidumbre absoluta de la presión atmosférica encontrada experimentalmente, es menor a la misma incertidumbre calculada para la densidad experimental del agua, por lo cual se puede afirmar que la medida de ésta primera fue también más precisa. No obstante, el porcentaje de error de la densidad atmosférica experimental con respecto a su valor teórico, aumentó aproximadamente dos unidades, esto se traduce en una mayor diferencia entre los valores de ambas densidades (Teórica y experimental), influida probablemente por la exactitud del dispositivo sensorial utilizado.

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Conclusiones

Se puede concluir que el principio de Pascal es válido para el análisis de la práctica de Presión vs Profundidad, tanto para la descripción del comportamiento de la primera variable con respecto a la otra, como para el cálculo de los valores que se postulaban como objetivo en el planteamiento de la práctica de laboratorio, los cuales sugieren un valor aceptable, teniendo en cuenta la simplicidad con la cual se calcularon.

Es importante resaltar que, dentro del análisis expuesto en el presente informe, no se tuvo en cuenta la efectividad del sensor de presión absoluta utilizado, en lo que respecta a la exactitud de las medidas registradas por dicho dispositivo, lo cual se encuentra reflejado en el porcentaje de error que presentan dichos valores con respecto a sus equivalentes teóricos.

Este sensor permitió observar cómo se comportaba la presión absoluta del fluido en función de la profundidad en la que se tomaban las muestras. Desde el punto de vista de dicho comportamiento, se pudo evidenciar una relación directamente proporcional entre ambas variables; ya que a medida que la profundidad aumentaba, la presión que detectaba el sensor se comportaba de igual manera.

A modo de conclusión se puede resaltar que gracias a la práctica de laboratorio, fue posible apreciar el fenómeno de la variación de presión con respecto a la profundidad. Observando experimentalmente que existe un porcentaje de error del 10,03%, comparando la densidad obtenida en la práctica vs la densidad teórica del fluido, reconociendo que el resultado se encuentra dentro de la tolerancia esperada.

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Bibliografía

- F. W. Sears, M. W. Zemansky, H. D. Young, R. A. Freedman. Física universitaria, volumen 1. Décimo primera edición, Pearson Educación, México, 2004, Capitulo 12: Mecánica de fluidos, páginas 373 a 392.

- F. W. Sears, M. W. Zemansky, H. D. Young, R. A. Freedman. Física Universitaria, volumen 1. Décimo primera edición, Pearson Educación, México, 2004.