Fuerzas y presiones en fluidos

Para empezar, experimenta y piensa INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR Para empezar, experimenta y piensa El principio de Arquímedes Empuje Insuflamos aire por la pajita. Globo Metemos el dedo en el agua sin tocar las paredes ni el fondo. Botella llena de agua La balanza indica una masa mayor Botella llena de aire ANTERIOR SALIR

¿Por qué el resultado es tan distinto? INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR La presión En cada caso se ejerce la misma fuerza sobre el mismo objeto en dos situaciones diferentes. ¿Por qué el resultado es tan distinto? Cuanto menor es la superficie sobre la que actúa una fuerza, mayor es su efecto. Este efecto se denomina presión. p = F/S 1 Pa = 1 N / 1 m2 La presión que soporta cada punto del cuerpo del faquir es menor cuanto mayor sea el número de clavos. ANTERIOR SALIR

La presión Magnitud escalar que en el SI se mide en pascales (Pa)

Fuerzas ejercidas por fluidos INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR Fuerzas ejercidas por fluidos Tubo de plástico Se introduce en un recipiente de agua 1 2 Tapa de plástico 3 La tapa se queda pegada en cualquier dirección La tapa se separa cuando el nivel de agua del interior del tubo coincide con el del recipiente Un cuerpo sumergido en un fluido está sometido a una fuerza que actúa en cualquier dirección perpendicular al cuerpo. La fuerza aumenta cuanto mayor es la profundidad ANTERIOR SALIR

p = dlíquido · g · h Presión hidrostática “La presión hidrostática es la presión que ejerce un fluido sobre un cuerpo sumergido en él”

Pesolíquido = mlíquido · g = dlíquido · Vlíquido · g INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR La presión hidrostática Se ejerce una presión debida al peso de la columna de líquido que hay sobre el prisma. Pesolíquido = mlíquido · g = dlíquido · Vlíquido · g h P = dlíquido· S · h · g S dlíquido· S · h · g dlíquido· h · g S p F = La presión ejercida sobre un cuerpo sumergido en un fluido depende de la columna de fluido que hay sobre el cuerpo. ANTERIOR SALIR

VASOS COMUNICANTES CON LÍQUIDOS INMISCIBLES INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR Principio fundamental de la hidrostática Dos puntos que se encuentren sumergidos en un líquido a la misma altura, estarán sometidos a la misma presión. VASOS COMUNICANTES CON LÍQUIDOS INMISCIBLES h1 h2 hA hB S B A B A Aceite Agua La diferencia de presión entre A y B es: p2 - p1 = dlíquido · g · (h2 - h1) pA = pB → daceite·g · hA = dagua·g ·hB → daceite ·hA = dagua · hB ANTERIOR SALIR

La presión atmosférica INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR La presión atmosférica El aire que forma la atmósfera es un gas y ejerce presión sobre cualquier cuerpo que se encuentre en él. Empuje Peso ANTERIOR SALIR

Principio de Pascal “La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite a todos los puntos del mismo”

AGUA – FLUIDO INCOMPRESIBLE AIRE – FLUIDO COMPRESIBLE INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR La botella de Pascal AGUA – FLUIDO INCOMPRESIBLE AIRE – FLUIDO COMPRESIBLE Bajamos el émbolo Bajamos el émbolo Botella de Pascal Tapones de goma La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite íntegramente a todos los puntos del mismo. ANTERIOR SALIR

La prensa hidráulica F1 S1 p1 = F2 S2 p2 = p1 = p2 F2 S2 F1 S1 = → F1 INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR La prensa hidráulica F1 S1 p1 = F2 S2 p2 = F1 → F2 → S1 S2 p1 = p2 F2 S2 F1 S1 = ANTERIOR SALIR

El Principio de Arquímedes E = Plíquido desalojado = mlíquido · g = Vsumergido · dlíquido · g “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”

El principio de Arquímedes INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR El principio de Arquímedes Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del líquido desalojado. El rey de Siracusa entregó una pieza de oro a un orfebre para que le fabricase una corona. ¿Cómo saber si la corona estaba hecha con el oro entregado? Experiencia de Arquímedes Más agua desplazada que con el bloque de oro, pero menos que con el bloque de plata. La densidad del oro y la plata son distintas y, por tanto, los bloques tienen distinto volumen. Desplaza poca agua Desplaza mucha agua Bloque de oro de la misma masa que la corona. Bloque de plata de la misma masa que la corona. La corona no estaba hecha con la pieza de oro. ANTERIOR SALIR

Peso aparente (dentro de un líquido) INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR La fuerza de empuje Peso real (en el aire) Peso aparente (dentro de un líquido) 8 N 5 N Empuje Peso Peso La fuerza que empuja el cuerpo hacia arriba y que contrarresta el peso del cuerpo se denomina fuerza de empuje. ANTERIOR SALIR

La pérdida de peso en el agua INICIO ESQUEMA INTERNET La pérdida de peso en el agua CLIC PARA CONTINUAR Agua destilada La pérdida de peso de la bola en el agua es: 2 N – 1,6 N = 0,4 N Agua destilada Probeta Introducimos la bola hasta la mitad de la probeta. 41 cm3 de agua desplazados 141 cm3 100 cm3 ¿Cuánto pesa el agua que ha desplazado la bola? Densidad del agua dH2O= 1kg/dm3 Bola Cuerda Dinamómetro d = m → m=d·V = 1 kg ·41 ·10-3 dm3 = 41 ·10-3 kg V dm3 Atamos la bola a la cuerda y la pesamos con el dinamómetro. P = m·g= 41·10-3 kg ·9,8 m/s2 = 0,4 N ANTERIOR SALIR

Flotabiblidad P > E P = E P < E Peso Empuje Peso Empuje INICIO ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR Flotabiblidad P > E P = E Peso Empuje Peso Empuje P < E El cuerpo se hunde El cuerpo se mantiene en equilibrio Peso Empuje Globos aerostáticos flotando en el aire. El cuerpo asciende ANTERIOR SALIR