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LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Plantel Aragón INGENIERIA INDUSTRIAL CLASE “ mecánica de materiales” trabajo GRUPO:2804 NOMBRE DE LA PROFESORA: MARTHA BERENICE FUENTES FLORES NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO FECHA DE ENTREGA: 13 DE FEBRERO DEL 2023 LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS EXPERIMENTO N°1 ESFERAS LEVITANDO Material - Bolas de tecnopor. - Secador de pelo. Procedimiento Se toma un secador apuntando hacia arriba, se coloca la bola en el centro de la corriente de aire a cierta distancia por encima del secador y se suelta. ¿Qué sucede? La pelota se queda levitando en equilibrio a una cierta distancia de la boca del secador por “Efecto Bernulli” Explicación La velocidad del aire es mayor en la parte central de la corriente y menor en los bordes. Fuera de la corriente el aire está prácticamente en reposo.Las regiones en las que el aire se está moviendo rápidamente son de baja presión, mientras que las regiones en donde el aire está en reposo son de alta presión. Este balance de presiones hace que la bola levite. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS ESFERA DE TECNOPOR EN EQUILIBRIO POR FLUJO DE AIRE Este experimento permite establecer una relación de equilibrio entre la fuerza de arrastre, la fuerza de sustentación, el peso y el ángulo de inclinación del flujo, con lo cual se pueden calcular todas las fuerzas conociendo el peso de la bola. Las mediciones realizadas en el experimento permiten deducir el origen de la sustentación en este caso. Como ejercicio se recomienda establecer las diferencias entre los factores que originan la sustentación en la bola de tecnopor y las condiciones que producen la sustentación en un ala de avión. Fundamento científico Si colocamos una pelota de tecnopor sobre el chorro de aire de un secador, esta se mantendrá en equilibrio estable, de modo que incluso desplazándola ligeramente con el dedo vuelve al centro del chorro. Desarrollo Es fácil comprender cómo el chorro de aire ejerce una fuerza hacia arriba sobre la pelota, pero para explicar la estabilidad, el ingeniero rumano Henri Coanda, hacia 1930, estudió y enunció el hoy llamado «efecto Coanda», que es la tendencia de un fluido real (viscoso) que circula cerca de una superficie a «quedarse parcialmente pegado» a ella, algo que tantas veces hemos experimentado al servir líquidos con una jarra. En nuestro caso, y en palabras del físico Rafael García Molina, de la Universidad de Murcia: «Cuando la pelotita se desvía de la línea central del chorro de aire, el aire que rodea (debido al efecto Coanda) la parte de la pelotita más próxima al eje central del chorro sale despedido alejándose del eje; por conservación del momento lineal (o por el principio de acción y reacción LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS si se prefiere para el caso de dos cuerpos), la pelotita tiene que moverse hacia el eje (en sentido contrario al aire despedido), de manera que tiende a permanecer estable en el centro del chorro. La rotación que se observa de la pelotita está más en sintonía con esta segunda explicación». Datos recogidos ESFERA PESO(gr.) DIAMETRO(mm) ALTURA(cm) LONGITUD BASE(cm) ANGULO DE INCLINACION(∝°) 1 3 61 8 10 0.67 2 0.5 31 16 10 1.01 3 0.8 38 11 10 0.83 LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS EXPERIMENTO N°2 Papel higienico y principio de Bernoulli: Otro experimento que se puede realizar utilizando el principio de Bernoulli es el siguiente: Materiales: Secadora de pelo, un rollo de papel higiénico (de baño), algo donde pueda dar vuelta del rollo de papel (pedazo de PVC, una pluma, un lápiz, un pedazo de madera, etc.) Procedimiento Coloca el papel en el tubo de forma que gire libremente. Dirige el flujo de aire de la secadora justo por encima del rollo de papel. Debido a que el flujo de aire es muy rápido arriba, la presión disminuye. Al disminuir la presión el rollo genera menor fricción sobre el soporte y el papel se desenrolla fácilmente. Datos: PAPEL Longitud Angulo Tiempo 10.46 45° 17,56 seg. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS EXPERIMENTO N° 3 Experimento Botellas inseparables Materiales: - 2 botella vacías de doble litro, - pita (cáñamo, hilo, hilo de pescar, etc), - un clavo, - una vela, - pinza (alicate), - fósforos, - un soporte (palo largo de madera o pvc), - secadora de pelo. Procedimiento: Coloca las botellas colgando de la pita en el soporte. Las botellas deben de quedar a la misma altura y una a la par de la otra. Dirije el flujo de aire de la secadora en el medio de las botellas. • ¿Qué pasará con las botellas, se separán? Debido al principio de Bernoulli, contrario a lo que podríamos haber pensado, las botellas no se separan sino que se juntan. Esto se debe a que al pasar el aire muy rápido la presión disminuye, entonces la presión a los lados es mayor y junta las botellas. Datos hallados: Distancia de aplicación: 48 cm.
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