Este documento presenta un trabajo práctico de laboratorio sobre hidrostática. El objetivo era comprobar la variación de la presión manométrica en función de la altura de una columna de agua. Se midió la presión a diferentes alturas usando un módulo electrónico y se obtuvieron resultados que confirmaron la ley fundamental de la hidrostática de que la presión aumenta con la altura. El gráfico de los resultados mostró una relación directamente proporcional entre la presión y la altura.

1. MECÁNICA DE FLUIDOS
TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO N°8-a
HIDROESTÁTICA
GRUPO 3
AUTORES
AGOSTINA MÉNDEZ
ITZEL CORADEGHINI
SEBASTIÁN VERA
DOCENTES
NESTOR CORTEZ
JONATHAN QUIROGA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PATAGONIA AUSTRAL
UNIDAD ACADÉMICA RÍO GALLEGOS
FACULTAD DE INGENIERÍA Y PREVENCIÓN DE RIESGOS
INGENIERÍA QUÍMICA
Río Gallegos
14 de junio de 2023

2. 2
OBJETIVO GENERAL
Comprobar la variación de la presión manométrica en función de la altura de una
columna de agua.
OBJETIVOS PARTICULARES
Medir la altura de la columna de agua.
Calcular la presión manométrica.

3. 3
MATERIAL UTILIZADO
Módulo electrónico que mide la presión hidrostática.
Sensor medidor de caudal.
Display.
Trípode para el módulo.
Contenedor cilíndrico de PVC de 1 metro de altura y 110mm de diámetro.

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MARCO TEÓRICO
La hidrostática es el estudio de los fluidos en reposo en situaciones de equilibrio.
La misma se basa en la primera y tercera leyes de Newton.
Simon Steven (1548-1620) fue un físico y matemático belga que concentró sus
investigaciones en los campos de la estática y de la hidrostática a finales del siglo XVI. El
teorema de Steven determina la variación en la presión hidrostática que ocurre en los
fluidos, siendo descrito en el siguiente enunciado:
«La diferencia entre las presiones de dos puntos en un fluido en equilibrio (reposo)
es igual al producto entre la densidad del fluido, la aceleración de la gravedad y la diferencia
entre las profundidades de los puntos. «
Las presiones manométricas de cada punto en el fluido son:
𝑃𝐴 = 𝜌𝑔ℎ𝐴
𝑃𝐵 = 𝜌𝑔ℎ𝐵
Restando cada ecuación obtenemos:
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝜌𝑔ℎ𝐴 − 𝜌𝑔ℎ𝐵

5. 5
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝜌𝑔(ℎ𝐴 − ℎ𝐵)
Δ𝑃 = 𝜌𝑔Δ
Como se puede observar la diferencia de presión entre dos puntos es proporcional
a la diferencia de altura entre los mismos.
Utilizando esta constatación para un líquido en equilibrio cuya superficie está bajo
la acción de la presión atmosférica, la presión absoluta, P, ejercida en un punto cualquiera
del líquido será:
𝑃 = 𝑃0 + 𝜌𝑔ℎ
donde P0 es la presión atmosférica que se encuentra a una altura de 0 m, por lo que h en la
ecuación depende de la profundidad del punto analizado.

6. 6
DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
En primer lugar, se instala una manguera al grifo del laboratorio para proveer de
agua al cilindro de PVC luego, se conecta el módulo electrónico que mide la presión
hidrostática a una computadora. Cabe destacar que dicho modulo realiza un calculo
especifico, restando la presión atmosférica a la presión absoluta, obteniendo como
resultado la presión manométrica en kPa (kiloPascales). Este resultado es el que mostrara
el Display del módulo electrónico, además, también muestra la altura del liquido dentro
del cilindro de PVC.
Mediante una computadora se controlan las electroválvulas, una de ellas se
encuentra en el extremo superior del cilindro, la otra en el extremo inferior de este
mismo. La aplicación de control permite acceder a estas electroválvulas y, dejando
ingresar el agua cada 10 cm se toman datos de la presión manométrica del fluido dentro
del cilindro de PVC.

7. 7
RESULTADOS
En base a la tabla de datos obtenidos durante la experiencia es posible trazar un
gráfico de la presión en función de la altura.
Altura (cm)
Presión manométrica
(kPa)
20 1,99
30 2,95
40 3,91
50 4,93
60 6,05
70 6,89
80 7,95
90 8,93
100 10,14
𝑃 − 𝑃0 = 𝜌𝑔ℎ
Donde P es la presión absoluta, P0 la presión atmosférica, g es la constante de la
aceleración de la gravedad, ρ la densidad del fluido y h la altura del fluido dentro del
cilindro de PVC.
Tomando diferentes valores para la altura
Fig. 1. Eje de abscisas: altura en centímetros. Eje de ordenadas: Presión manométrica en kiloPascales.

8. 8
𝑃 − 𝑃0 = 1000
𝑘𝑔
𝑚3
. 9,8
𝑚
𝑠2
. 0,2𝑚 = 1960 𝑃𝑎 = 1,96 𝑘𝑃𝑎
𝑃 − 𝑃0 = 1000
𝑘𝑔
𝑚3
. 9,8
𝑚
𝑠2
. 0,4𝑚 = 3920 𝑃𝑎 = 3,92 𝑘𝑃𝑎
𝑃 − 𝑃0 = 1000
𝑘𝑔
𝑚3
. 9,8
𝑚
𝑠2
. 0,6𝑚 = 5880 𝑃𝑎 = 5,88 𝑘𝑃𝑎
𝑃 − 𝑃0 = 1000
𝑘𝑔
𝑚3
. 9,8
𝑚
𝑠2
. 0,2𝑚 = 7840 𝑃𝑎 = 7,84 𝑘𝑃𝑎

9. 9
CONCLUSIÓN
Es posible corroborar la ley fundamental de la hidrostática mediante los datos
obtenidos por el módulo electrónico. Además, cabe destacar la excelente precisión de
calculo que realiza el modulo electrónico, entregando datos sumamente precisos sobre la
presión manométrica.

10. 10
BIBLIOGRAFÍA
GIANCOLI, D. C. (2008). FISICA PARA CIENCIAS E INGENIERIA (4a. ed.).
MEXICO: PEARSON EDUCACION.