IMPACTO DE CHORRO SOBRE SUPERFICIES

Objetivo

Medir experimentalmente la fuerza ejercida por un chorro contra distintas superficies.

Datos

• Diámetro del chorro: 8 mm
• Diámetro de la superficie de impacto: 40 mm
• Superficie de impacto:
  • Superficie semiesférica de 180º
  • Superficie de la curva de 120º
  • Superficie plana de 90º
• Conjunto de pesas de 5, 10, 20, 50 y 100 gramos

Desarrollo

Estando el sistema equilibrado se coloca una masa en la parte superior.

Al colocarla se pierde el equilibrio, por lo que se procede a introducir agua en el banco en forma de chorro. Este golpeará contra la superficie colocada elevándola otra vez.

Para ello, se irá abriendo la válvula poco a poco hasta que el chorro sea capaz de alcanzar el equilibrio de nuevo.

Además, se sabe que el equipo no almacena agua, por lo que el caudal de entrada es igual al de salida. Este se puede calcular realizando tres mediciones con un vaso de volumen conocido y un cronómetro.

Se calcula el caudal teórico y se compara con el obtenido en el laboratorio.

\(F_{a}=\frac{\rho·Q^{2}}{A}\)

Para los otros dos casos (superficie curva y superficie semiesférica) solo se demuestra teóricamente el cambio de caudal y superficie que se produce al tener otra geometría.

\(F_{a}=\frac{2·\rho·Q^{2}}{A}\)

\(F_{a}=\frac{3}{2}\frac{\rho·Q^{2}}{A}\)

Resultados

Comprobar que la fuerza ejercida por el chorro, Fa, debe ser aproximadamente la misma que la ejercida por las masas.

Deducir las fórmulas de las fuerzas Fa anteriormente citadas para las tres superficies.

Vídeo con el desarrollo de la práctica