Primera parte
Para realizar nuestro
experimento hacemos dos agujeros pequeños a distinta altura en una
botella de plástico. Luego llenamos la botella de agua coloreada. Se observa
que el agua sale por los dos agujeros, perpendicularmente a la
superficie de la botella y con mayor velocidad por el agujero que
está más cerca de la base de la botella. La velocidad de salida
del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en la botella.
Segunda parte
Ahora llenamos la botella de
agua y colocamos el tapón. Podemos ver que entra aire por el agujero
superior y sale agua por el agujero inferior. El agua sale con
velocidad constante mientras el nivel del agua en el interior de la
botella esté por encima del agujero superior. Luego, al sobrepasar
el nivel del agua el agujero superior, la velocidad de salida del
chorro de agua disminuye al bajar el nivel del agua en la botella.
Explicación
El principio fundamental de
la hidrostática establece que la presión ejercida por el agua
depende de la profundidad. A mayor profundidad, mayor presión.
En la primera parte del
experimento el agua sale con mayor velocidad por el agujero que está
más cerca de la base a mayor profundidad. La presión sobre el
agujero y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja
el nivel del agua en el interior de la botella.
En la segunda parte del
experimento el aire que entra por el agujero superior ejerce presión
que compensa la caída de presión del agua al perder altura, Se
mantiene constante la presión sobre el agujero inferior y el agua
sale con velocidad constante. Luego, cuando el nivel del agua en la
botella está por debajo del agujero superior, el aire entra
libremente por el agujero superior y la velocidad de salida del agua
disminuye a medida que baja el agua en el interior de la botella.
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