FÍSICA B

Reseña de los tres experimentos

Tornillo de Arquímedes

1.1 Introducción y objetivo

Dispositivo para elevar líquidos o gránulos usando el giro de un tubo helicoidal.

1.2 Principio teórico

Desplazamiento volumétrico: cada vuelta del tornillo atrapa un volumen fijo de líquido.

Trabajo mecánico vs. energía potencial.

1.3 Montaje y materiales

Tornillo helicoidal en cilindro transparente.

Motor de baja velocidad o manivela.

Depósito inferior y receptáculo superior.

Agua teñida.

1.4 Procedimiento

Sumergir el extremo inferior.

Girar el tornillo.

Observar el ascenso del agua.

Medir caudal según velocidad.

1.5 Resultados y explicación

Caudal proporcional a velocidad angular.

Altura máxima depende de longitud y paso de hélice.

1.6 Aplicaciones prácticas

Riego.

Tratamiento de aguas.

Transporte de sólidos.

1.7 Conclusión

Conversión eficiente de energía rotatoria en elevación de fluidos.

2. Manómetro de tubo en U

2.1 Introducción y objetivo

Medición de diferencias de presión estática en sistemas de fluidos.

2.2 Principio teórico

𝑃

𝜌

⋅

𝑔

⋅

ℎ

ΔP=ρ⋅g⋅Δh

2.3 Montaje y materiales

Tubo en U de vidrio.

Líquido manométrico (mercurio o glicerina).

Conexiones a puntos de presión.

2.4 Procedimiento

Llenar el tubo.

Conectar a presiones.

Medir Δh.

Calcular ΔP.

2.5 Resultados y explicación

Δh proporcional a ΔP.

Densidad del líquido afecta la lectura.

2.6 Aplicaciones prácticas

HVAC.

Calibración de sensores.

Investigación de flujo.

2.7 Conclusión

Método económico y preciso para medir diferencias de presión.

3. Barco de vapor

3.1 Introducción y objetivo

Demostración de la conversión de energía térmica en trabajo mecánico para propulsión marítima.

3.2 Principio teórico

Ciclo de Rankine: generación, expansión, condensación y bombeo.

3.3 Montaje y materiales

Mini-caldera con resistencia o quemador.

Cilindro y pistón conectados a rueda de paletas.

Depósito de agua.

3.4 Procedimiento

Calentar agua.

Controlar admisión al cilindro.

Observar el pistón.

Ver desplazamiento del barco.

3.5 Resultados y explicación

Empuje continuo de las palas.

Eficiencia depende de presión y condensación.

3.6 Aplicaciones prácticas

Paddle steamers.

Locomotoras.

Base de motores térmicos.

3.7 Conclusión

Ejemplo clásico de propulsión acuática e hito de la revolución industrial.

Ejercicios densidad y principio de pascal

Reseña de experimento vasos comunicantes

Reseña del Experimento: Vasos Comunicantes

Descripción del experimento:

El experimento de los vasos comunicantes demuestra cómo un líquido alcanza el mismo nivel en diferentes recipientes conectados entre sí por la base, sin importar su forma o tamaño. Se utiliza agua coloreada para observar mejor el comportamiento del líquido.

Fundamento teórico:

Este fenómeno se explica por el principio de Pascal, el cual establece que la presión aplicada a un fluido en equilibrio se transmite con igual intensidad en todas las direcciones. En consecuencia, cuando los vasos están en reposo y comunicados por la base, el líquido se nivela debido a que la presión en el fondo de cada recipiente debe ser la misma.

Resultados observados:

Al verter agua en uno de los vasos, el líquido fluye hacia los demás hasta alcanzar el mismo nivel en todos. Esto ocurre incluso si los vasos tienen diferentes formas o diámetros.

Conclusión:

El experimento confirma que en un sistema de vasos comunicantes, el líquido tiende a igualar su nivel para mantener el equilibrio de presiones. Este principio es esencial en sistemas hidráulicos y en la distribución de líquidos en tanques conectados.

Infografía de dinámica de fluidos

TÍTULO: Dinámica de Fluidos – Principios Básicos del Movimiento de Líquidos y Gases

1. ¿Qué es la Dinámica de Fluidos?
Es la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento: líquidos y gases.

2. Tipos de Flujo

Flujo laminar: suave y ordenado (como agua que fluye lentamente).
Flujo turbulento: caótico e irregular (como una cascada).

3. Principales Leyes y Principios

Ecuación de continuidad:
$A_1 v_1 = A_2 v_2$
(El caudal se conserva en un conducto cerrado)
Ley de Pascal:
Una presión aplicada a un fluido se transmite igual en todas las direcciones.