Marca con un plumón permanente una botella de plástico en tres puntos diferentes, partiendo de la base a 5 cm( abajo), a los 10 cm (en medio) y a los 20 cm (arriba) como se observa en la figura. 2. Sujeta el clavo por la cabeza con la pinza y utilizando el encendedor calienta el extremo con punta del clavo hasta el rojo vivo. 3. Enseguida realiza las perforaciones en el área marcada una a una de la botella de plástico y deja enfriar el clavo antes de ser desechado. 4. Coloca un trozo de cinta adhesiva tapando los orificios de la botella. 5. Llena la botella con agua de la llave hasta el cuello de la misma y colócala sobre la orilla de la mesa. 6. Corta con tijeras la otra botella para hacer un depósito para el agua y colócala cerca de la orilla de la mesa con el propósito de no derramar el agua sobre la superficie de la misma. 7. Retira una por una las cintas adhesivas de arriba hacia abajo y observa detenidamente como es la salida del agua por cada orificio; anota donde sale con mayor y menor velocidad y cuál crees que es la causa. Una vez que la botella se vacíe hasta el último orificio, sécala con la franela por la parte de afuera y coloca de nuevo la cinta adhesiva en cada orificio. 9. Llena nuevamente la botella de agua. 10. Destapa únicamente el orificio superior con una altura de 20 cm sobre la base, simultáneamente pon en marcha el cronometro y recibe el líquido desalojado durante 10 segundos registrados en el cronometro, mide el volumen desalojado con la jeringa y determina el gasto y el flujo con las siguientes expresiones: Q= V/t , f = m/t Registra los datos: Q=___________cm3/s f = . 11. Tapa una vez más el orificio destapado anteriormente y llena nuevamente la botella. Ahora destapa solamente el orificio de en medio a 10 cm de la base, simultáneamente pon en marcha el cronometro y recibe el líquido desalojado durante 10 segundos registrados en el cronometro calcula gasto y el flujo y registra los datos: Q=___________cm3/s f = . Repite el paso 12 y ahora destapa únicamente el orificio inferior de 5 cm
Respuestas
En la práctica N°2 : Mini cascadas con el material y equipo necesario se procede a seguir todos los pasos obteniendo los resultados. Ver adjuntos
Con la botella llena de agua y los tres orificios tapados con cinta adhesiva, al retira una a una las cintas de arriba hacia abajo y observar la salida del agua por cada orificio, sale con mayor velocidad por el orificio superior y con menor velocidad por el inferior, esto es a causa de que la altura del líquido en el orificio superior es mayor.
Luego al llenar nuevamente la botella de agua y retirar solo la cinta del orificio superior de altura de 20 cm sobre la base de la botella midiendo el volumen desalojado durante 10 segundos, siendo este 0.00039 m3 = 0.39Litros , al calcular el gasto : g= v/t = 0.39 L/10seg = 0.039 L/seg .Ahora, se realiza lo mismo con el orificio del medio : volumen desalogado = 0.0011 m3 = 1.1 L y el gasto g = v/t = 1.1 L/10seg = 0.11 L/seg y luego con el orificio de abajo siendo el volumen desalojado 0.0013 m3= 1.3 L y el gasto g = v/t = 1.3 L/10 seg = 0.13 L/seg .
La presión hidróstatica en cada uno de los orificios es :
Superior : Ph = d*g*h = 1000 Kg/m3 *9.8m/seg2 * 0.2 m = 1960 N/m2
Medio : Ph = 1000 Kg/m3 *9.8m/seg2 * 0.1 m = 980 N/m2
inferior : Ph= 1000 Kg/m3 * 9.8 m/seg2 *0.05 m = 490 N/m2 tabla 1.
Ver adjunto : Tabla 1.
Ahora, aplicando la expresión matemática de Torricelli :
V = √2*g*h
Superior : V = √(2*9.8m/seg2* 0.20 m) = 1.97 m/seg
medio : V = √(2*9.8m/seg2* 0.10 m) = 1.4 m/seg
inferior : V = √(2*9.8m/seg2* 0.05 m) = 0.98 m/seg
La velocidad es mayor en el orificio superior . La velocidad respecto a la presión hidróstatica varia proporcionalmente, es decir al aumentar la presión hidróstatica aumenta la velocidad.
Se adjunta el enunciado completo con sus respectivas tablas, las cuales se proceden a llenar con los resultados correspondientes, luego de realizar el experimento.
