investigacion de proyectos

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS

“LAZARO CARDENAS DEL RIO”

LABORATORIO DE FISICA

NOMBRE DEL ALUMNO .

GRUPO No DE BOLETA FECHA .

PRACTICA # 10

TEOREMA DE TORRICELLI

I-. JUSTIFICACION:

Es importante que el alumno compruebe experimentalmente el teorema de Torricelli

II-. HABILIDAD

Al termino de la practica el alumno resolverá problemas a partir del teorema de Torricelli

III-. PRE - REQUISITOS

El desarrollo de la siguiente practica requiere de los siguientes conocimientos:

a) Interpretar una escala

b) Ecuaciones de caída libre

c) Concepto de volumen

d) Principio de la conservación de la energía

IV-. OBJETIVOS

Al termino de esta practica el alumno:

a) Representara el fenómeno observado a través de un esquema del equipo

b) Comprobara experimentalmente el teorema de Torricelli utilizando las ecuaciones

V = (2gh)^1/2 ; X = Vt

y un recipiente de agua

V-. MATERIAL Y APARATOS USADOS

1 recipiente con tres orificios a distinta altura

1 regla graduada en cm

1 probeta

1 principio de conservación de la energía

VI-. CONSIDERACIONES TEORICAS

Teorema de Torricelli -. En un liquido ideal en movimiento, existen tres clases de energía cinética, potencial y presión.

Además se cumple el principio de la conservación de energía.

En la figura se representa un liquido que sale por un orificio practicado en un deposito muy grande a una profundidad n por debajo de la superficie

Consideramos un punto 1 en la superficie y un punto 2 en el orificio le aplicaremos el principio de la conservación de la energía para calcular la velocidad de salida por el orificio:

Energía total en 1 = Energía total en 2

E0₁ + Epot₁ + E pres ₁ = E0₂ + Epot₂ + E pres ₂

Puesto que ambos puntos están a presión atmosférica energía de presiones es la misma por lo tanto se pueden eliminar los términos correspondientes en la ecuación.

La energía potencial que pase a través del plano del punto 2 es igual a 0 y la energía potencial del plano del punto 1 es igual a W

Al instante de destapar el orificio, él liquido sale en el punto 2 con mucha rapidez mientras que en el punto 1 su velocidad de descenso es casi cero.

Por lo tanto la energía cinética en 1 vale cero mientras que en 2 es:

1/2mV₂²

Expresándolo matemáticamente:

Wh1 = ½ m v₂² de la siguiente expresión sustituimos W sabiendo que: W = mg

mgh1 = ½ m v₂² eliminando las masas y despejando a V₂ nos queda:

V₂ = Ö2gh

Este es el teorema de Torricelli que dice que la velocidad de salida de un liquido a través de un orificio situado a una profundidad h de la superficie, es igual a la que tendrá un cuerpo que cayera libremente desde la misma altura.

Gasto Q-. Se define como el volumen de fluido que pasa por un punto en la unidad de tiempo, también se puede calcular mediante el producto del área por la velocidad:

Q = v/t = A V

VII-. DESARROLLO DE LA PRACTICA

Anotar todos los datos en la tabla del cuestionario teórico

1-. Coloque el recipiente totalmente lleno con agua sobre el borde de la mesa de trabajo y mide con la regla la altura h del nivel del agua al centro del orificio.

2-. Con la altura medida calcula la velocidad teórica de salida por el orificio.

3-. Calcular el alcance con la velocidad anterior mediante las ecuaciones de tiro parabólico.

X = V₂t

H = ½ gt²

t = 2H/g

X = ½ 2H/g

X = Ö2gh Ö2h/g

X = Ö2 hH

4-. Medir el alcance real X

5-. Mide el área del orificio

7-. Calcula el gasto teórico con la velocidad calculada y con el área Q teórica

8-.Capta el agua que sale durante 10 seg. y calcula el gasto real

La velocidad es debida a varios factores:

Turbulencia, viscosidad del liquido, grueso de las paredes, forma del orificio, si esta o no biselado, etc.

Pero principalmente por la concentración que sufre el ahorro a la salida del orificio. Esto se toma en cuenta mediante un coeficiente de corrección que varia de 0.9 a 0.6, así:

Q real = K Q teórico

VIII-. CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO

A partir del movimiento en el equipo de laboratorio:

1-. Dibujar un esquema del equipo

2-. Llenar el siguiente cuadro: