NO ME SALEN
(LECCIONES TEORICAS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
FLUIDOS
HIDROSTATICA - PRESION - TUBO EN "U"
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TUBO EN U
Se trata de un tubo transparente doblado en forma de “U” y abierto en ambos extremos. Por cada rama se vierten dos líquidos de diferente densidad e inmiscibles entre sí; por ejemplo, agua y aceite de cocina. No importa cuál ocupe el fondo del tubo (eso dependerá de cuánto pongamos de cada líquido), pero siempre ocurrirá que el de menor densidad va a quedar por arriba del más denso. Fijate: acá te muestro las dos posibilidades y en ambas representé al agua en celeste y al aceite (que es menos denso que el agua) en amarillo.
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un tubo en U funciona igual aunque esté inclinado, o sus ramas tengan diferente largo o grosor
(un tubo en U) |
Los tubos en U tienen varias finalidades: una de ellas es que conociendo la densidad de uno de los líquidos, se puede conocer la del otro. Otra finalidad es poder armar con ellos ejercicios para los exámenes.
Para cualquiera de esas dos finalidades se procede de la misma manera (lo voy a ejemplificar con el caso de la izquierda): voy a considerar el nivel indicado por la superficie que separa los dos líquidos inmiscibles, que corta ambas ramas a la misma altura, en un mismo nivel. |
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Como el líquido por debajo de ese nivel es de un sólo tipo -en este caso agua-, la presión en ese nivel es idéntica en ambas ramas según el principio fundamental de la hidrostática)
La superficie de arriba que queda en contacto con el aire en ambos fluidos (lo te olvides que el tubo está abierto en ambos extremos) también tiene la misma presión, la atmosférica: en ambas bocas es la atmósfera la que está haciendo presión sobre los dos líquidos. Entonces la diferencia de presión de ambas columnas (marcadas acá como Δh1 y Δh2) es la misma. |
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ΔP1 = ΔP2
Aplicando entonces el principio general de la hidrostática en ambas columnas tenemos:
ρ1 Δh1 = ρ2 Δh2
y también
γ1 Δh1 = γ2 Δh2
Con medir ambas alturas y conocer la densidad de uno de los líquidos, puede conocerse la del otro. |
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CHISMES IMPORTANTES |
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- Si el tubo en U se llenase con un único líquido, la consecuencia es que el nivel superior en ambas ramas -por distantes que estuvieran- sería el mismo. Los albañiles suelen valerse de este fenómeno para ubicar posiciones de igual altura pero distantes. En lugar de un tubo de vidrio usan una manguera larga y transparente. Aprendé.
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| PREGUNTAS CAPCIOSAS |
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- Cuando lo que el albañil debe dejar horizontal es abarcable por el largo de una regla, usa una -llamada "nivel"- que también tiene un tubo en U, pero invertido. El tubo está cerrado en ambas ramas, por supuesto, y -además de agua- tiene en su interior una burbuja de aire. ¿Cómo funciona?
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Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización sep-07. Buenos Aires, Argentina. |
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