Clase 5 mención fluidos ii Empuje Flotación Capilaridad

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Comprender el concepto de empuje. Establecer la relación entre empuje y flotación. Distinguir el fenómeno de capilaridad y tensión superficial.

Empuje Fuerza ascendente ejercida por un fluido sobre cuerpos que están total o parcialmente sumergidos en él.

Principio de Arquímedes Peso Este principio sostiene que todo cuerpo parcial o completamente sumergido en un fluido, experimenta una fuerza vertical hacia arriba, denominada empuje, cuyo valor equivale al módulo del peso del fluido desplazado por él.

parte sumergida del cuerpo Empuje y volumen desplazado El empuje es numéricamente igual al módulo del peso del fluido que desplaza a un cuerpo. fluido desplazado parte sumergida del cuerpo Unidades para el empuje S.I.: [N] C.G.S.:[dina]

Peso aparente El peso de un cuerpo sumergido en un fluido es menor que el peso fuera de él. De lo anterior se obtiene la siguiente ecuación.

Relación entre flotación, peso y empuje Un cuerpo FLOTA si la densidad del cuerpo es igual a la densidad del líquido, o bien, el empuje es igual al peso del cuerpo .

Un cuerpo se HUNDE si la densidad del cuerpo es mayor a la densidad del líquido, o bien, si el peso del cuerpo es mayor que el empuje.

Un cuerpo se EMERGE si la densidad del cuerpo es menor a la densidad del líquido, o, si el peso del cuerpo es menor que el empuje.

Tensión superficial Efecto producido en la superficie de un líquido por las fuerzas de cohesión entre sus moléculas. Suele comportarse como una membrana elástica en el agua. Cuanto mayor es la tensión superficial, menor es la capacidad para adherirse a las superficies.

Características Tiene el mismo valor en todas las direcciones de la superficie. Depende de la temperatura. Para todos los líquidos disminuye con el aumento de la temperatura, existiendo una temperatura crítica para la cual se anula. No depende del espesor ni de la extensión de la membrana. Depende de las superficies en contacto. Hace que las películas líquidas tiendan a minimizar el área de su superficie libre. Un ejemplo de ello son las gotas y las burbujas que adoptan formas esféricas.

Capilaridad Desplazamiento de un líquido al interior de conductos estrechos, llamados capilares. Por ejemplo, el agua que sube a través de los vegetales lo hace por una red vascular llamada xilema.

B EJEMPLOS PSU Aplicación 1. Un recipiente cuyo volumen es de 1 litro está colmado de mercurio. Si la masa del recipiente colmado es de 13,6 [kg] y su peso de 133,3 [N], ¿cuál es el valor de la fuerza de flotación que se ejerce sobre el recipiente, si lo sumergimos completamente en agua? A) 1,0 [N] B) 10,0 [N] C) 13,6 [N] D) 100,0 [N] E) 133,3 [N] B Aplicación

El peso de un cuerpo en el aire es de 12 [N] El peso de un cuerpo en el aire es de 12 [N]. Al sumergirlo completamente en aceite, el cuerpo recibe un empuje de 7 [N]. ¿Cuál es el peso aparente del cuerpo? A) 2 [N] B) 5 [N] C) 7 [N] D) 12 [N] E) 19 [N] B Comprensión

En un recipiente cerrado que contiene agua, flota una pelota de ping-pong, como indica la figura. Si sacamos el aire de la parte superior del recipiente, la pelota aumentará su empuje. se hundirá un poco. variará su densidad. permanecerá en la misma posición. emergerá un poco. B Comprensión

En un vaso que está lleno con agua hasta el borde, se introduce un objeto cuyo peso es de 3 N. El agua que rebasa se recoge, encontrándose que pesa 1 N. Con esta información, se puede deducir que la magnitud de la fuerza de empuje que aplica el agua al objeto es 0 N 1 N 2 N 3 N 4 N B