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CLASE Nº 4 FLUIDOS II. MATERIALES NECESARIOS 1. Guía 04. 2. Libro de Ciencias /Plan Electivo/ Física/ Capítulo Nº 2. De este capítulo, utilizaremos desde.

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1 CLASE Nº 4 FLUIDOS II

2 MATERIALES NECESARIOS 1. Guía Libro de Ciencias /Plan Electivo/ Física/ Capítulo Nº 2. De este capítulo, utilizaremos desde la página 38 hasta la página 51.

3 OBJETIVOS Al término de la unidad usted debe: 1. Caracterizar y analizar el concepto de presi ó n. 2. Analizar los vasos comunicantes. 3. Analizar y comprender el principio de Pascal.

4 PRESIÓN Fuerza perpendicular que se ejerce por unidad de á rea. Presión = fuerza perpendicular Presión = fuerza perpendicular Área Área Sus unidades Sistema Internacional: Pascal = N/m² Sistema Internacional: Pascal = N/m² CGS: baria = dina/cm² CGS: baria = dina/cm²

5 GUÍA Nº 4 EJERCICIO Nº 4 Si la masa de una caja cuadrada es 12 kg y la presión que ésta ejerce sobre la superficie de una mesa son 120 Pascales, ¿cuál es el área de un lado de la caja? (considere g = 10 (m/s²) ) A) 10 (m²) B) 100 (m²) C) 12 (m²) D) 120 (m²) E) 1 (m²)

6 PRESIÓN ATMOSFÉRICA (P o ) Presi ó n que ejerce el aire que forma la atm ó sfera sobre todos los cuerpos y la superficie. P o = Peso columna de aire = m·g = Densidad·Vol· g Á rea Á rea Á rea Finalmente, se tiene Par á metros que depende la presi ó n atmosf é rica. D= Densidad del aire. h = Altura de la columna de aire. g = Aceleraci ó n de gravedad. P o = D·h·g

7 UNIDADES DE (Po) Sistema Internacional: 1 (atm) = (Pascales) Sistema Internacional: 1 (atm) = (Pascales) CGS: 1 (atm) = (barias) CGS: 1 (atm) = (barias) Medidas a nivel del mar. Medidas a nivel del mar. RELACIÓN ENTRE ALGUNAS UNIDADES DE PRESIÓN 1 (atm) = 760(torr) 1 (atm) = 760(torr) 1 (atm) =76 (cm Hg) 1 (atm) =76 (cm Hg) 1 (mm Hg) = 133 Pascales 1 (mm Hg) = 133 Pascales 1 Pascal = 10 barias 1 Pascal = 10 barias 1 milibar = 0,76 (mm) de mercurio. 1 milibar = 0,76 (mm) de mercurio.

8 Presión ejercida por un líquido Esta presi ó n se debe al peso de una columna de l í quido sobre una determinada superficie. A cierta profundidad, un l í quido ejerce la misma presi ó n contra cualquier superficie. P resión debida al líquido = D·h·g = · h D= Densidad del líquido. h = Profundidad. g = Aceleración de gravedad. = Peso específico. = Peso específico.

9 BARÓMETRO Es el instrumento que permite medir la presión atmosférica.

10 BARÓMETRO DE TORRICELLI Consiste en un tubo de vidrio,de longitud superior a 76 cm y cerrado por un extremo, que se llena de mercurio y se invierte sobre un recipiente tambi é n con mercurio. El mercurio del tubo desciende hasta una altura aproximada de 76 cm. Esta medición fue realizada a nivel del mar.

11 Ecuación fundamental de la hidrostática Para un cuerpo que está sumergido a una profundidad h, se tiene la siguiente ecuación para la presión. Presión = Presión atmosférica + D· g · h Donde Donde D= Densidad del fluido. h = Profundidad. g = Aceleración de gravedad.

12 Presión sobre el nivel del mar Para un cuerpo que está sobre el nivel del mar, a una altura h, se tiene la siguiente ecuación para la presión Donde D= Densidad del aire. h = Altura donde se quiere medir la presión. g = Aceleración de gravedad. Presión = Presión atmosférica - D· g · h

13 GUÍA Nº 4 EJERCICIO Nº 6 Una piscina de 10 [m] de profundidad se encuentra llena de agua. ¿Cuál es la presión, en el fondo, debido únicamente al peso del agua? A) 300 (kPa) B) 150 (kPa) C) 600 (kPa) D) 200 (kPa) E) 100 (kPa)

14 GUÍA Nº 4 EJERCICIO Nº 7 Para la pregunta anterior. Si sabemos que la presión atmosférica local vale Po = 76 [cm Hg], ¿cuál es la presión total en el fondo de la piscina? A) 76 (kPa) B) 176 (kPa) C) 201 (kPa) D) 200 (kPa) E) 101 (kPa)

15 VASOS COMUNICANTES Instrumento compuesto por varios dep ó sitos comunicados en su parte inferior por una base com ú n. Si se vierte un l í quido en su interior, alcanza la misma altura en cada uno. Simult á neamente, a la misma profundidad, el l í quido registra igual presi ó n.

16 GUÍA Nº 4 EJERCICIO Nº 8 Supón que en cierta obra los albañiles unieron dos mangueras de distinto diámetro para nivelar los azulejos. Al tener las mangueras diámetros diferentes A) no se puede realizar la medición. B) en la manguera de mayor diámetro, el agua alcanza mayor altura. C) no afecta en los niveles de agua, luego alcanzan la misma altura. D) en la manguera de menor diámetro, el agua alcanza mayor altura. E) la nivelación es inexacta.

17 VASOS COMUNICANTES CON LÍQUIDOS DIFERENTES Con l í quidos diferentes, las alturas de los niveles son inversamente proporcionales a los pesos espec í ficos. A mayor peso espec í fico, menor altura y viceversa. h1 = 2 h2 1 Donde Donde h1 y h2 alturas respectivas. 1 y 2 pesos específicos respectivos. 1 y 2 pesos específicos respectivos.

18 PRINCIPIO DE PASCAL La presi ó n que se ejerce sobre un punto de un fluido, se transmite í ntegramente y con la misma intensidad en todas direcciones.

19 ALGUNAS APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE PASCAL Entre las aplicaciones, tenemos: los frenos hidr á ulicos, elevadores hidr á ulicos, la prensa hidr á ulica. Esta ú ltima se puede utilizar como un verdadero multiplicador de fuerza. Por igualdad de presiones se tiene F1 = A1 F2 A2 Donde Donde F1 y F2 fuerzas respectivas. A1 y A2 Áreas respectivas.

20 SÍNTESIS DE LA CLASE Barómetro Los fluidos Se clasifican en Líquidos Gases Puedenejercer Presión Cumpliendo el Principio de Pascal La atmosférica se puede medir con con

21 Respuestas de la Guía 04 PREGUNTAALTERNATIVAHABILIDAD 1CAplicación 2BAnálisis 3AConocimiento 4EAplicación 5BAnálisis 6EAplicación 7C 8CComprensión 9AAplicación 10BAnálisis 11CConocimiento 12AAplicación 13BConocimiento

22 ¿QUÉ APRENDÍ? El concepto de presi ó n, presi ó n atmosf é rica y presi ó n ejercida por un fluido. Comprensi ó n y an á lisis del principio de Pascal y los vasos comunicantes. A resolver ejercicios de presi ó n y vasos comunicantes.


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