FORMULA DE LA CONTINUIDAD Tema 2.9 Fisica II

ESTADOS DE LA MATERIA Sólido: forma y tamaño fijos Líquido: adopta la forma de su envase. Gas: no tiene forma ni volumen fijos. Fluidos: líquidos y gases

DENSIDAD Propiedad característica de la materia. Masa por unidad de volumen.

DENSIDAD La unidad internacional de densidad es (kg / m3) Densidad del agua = 1000 (kg / m3) = 1 (g/cm3)

PRESION Es la fuerza por unidad de área. Cuociente entre la fuerza ejercida y el área perpendicular sobre la cual se ejerce. (N / m2) = (Pa) : Pascal

PRESION EN UN LIQUIDO Principio de Pascal: Un líquido ejerce en un punto una presión en todas direcciones con la misma intensidad.

Principio de Pascal

PRESION EN UN LIQUIDO La fuerza debido a la presión de un fluido en reposo siempre actúa en dirección perpendicular a cualquier superficie que esté en contacto con él.

Fuerza debido a la presión

PRESION EN UN LIQUIDO La presión dentro de un líquido en reposo llamada “presión hidrostática” en un punto a la profundidad “h” bajo la superficie de un líquido, es directamente proporcional a la profundidad.

PRESION EN UN LIQUIDO La presión dentro de un líquido en reposo es directamente proporcional a la densidad del líquido.

Presión hidrostática P h = D g h P h = Presión hidrostática. D = Densidad del líquido. h = Profundidad.

Presión atmosférica La presión atmosférica, al nivel del mar, en promedio es de 1,013 x 105 (N/m2). Este valor se usa para definir otra unidad de presión de mayor uso: la atmósfera(que se abrevia atm).

Presión absoluta la presión absoluta "p" en el interior de cualquier líquido en equilibrio está dada por la ecuación fundamental de la hidrostática: p = p a + D g h

Principio de Arquímedes Establece que todo cuerpo, total o parcialmente sumergido en un fluido, es empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo. La fuerza ejercida por el fluido se conoce como fuerza de flotación o empuje hidrostático.   Esto significa que el cuerpo sumergido en un fluido parecerá más liviano que en el vacío, en una cantidad igual al valor del empuje ejercido por el fluido.

Principio de Arquímedes La fuerza de flotación se calcula mediante la ecuación: E = D f g V   D f es la densidad del fluido V es el volumen del cuerpo parcial o totalmente sumergido.

Principio de Arquímedes  

HIDRODINAMICA Es el estudio de los fluidos en movimiento. Movimiento de un objeto dentro de un fluido. La velocidad de un fluido está relacionada con el área que atravieza.

Ecuación de continuidad La velocidad de un fluido es inversamente proporcional al área que atravieza. “ecuación de continuidad” A 1 v 1 = A 2 v 2

Ecuación de continuidad

CAUDAL O GASTO equivale al volumen de fluido que pasa por una determinada sección en cada unidad de tiempo. se define operacionalmente mediante el cuociente: Q = V / Dt

PRINCIPIO DE BERNOULLI Es una consecuencia de la ley de conservación de la energía. La velocidad de un fluido depende de la presión y de la altura a la cual se encuentre.

PRINCIPIO DE BERNOULLI p + D v 2 / 2 + D g h = Constante p 1 + D v1 2 / 2 + D g h 1 = p 2 + D v2 2 / 2 + D g h 2

Principio de Bernoulli

Problema 1)    Determine la presión ejercida sobre el piso por una persona de 50 (kg) que se para sobre un tarro cuya base es 200 (cm2 ). Resp: 2,45 (N/ cm2 )

Problema 2) ¿Cuánto es la presión absoluta que soporta un buzo que se sumerge en el mar a 20 metros de profundidad, si la densidad del agua de mar es 1025 (kg / m3)? Resp: 302.200 (N/m2)

Problema 3) ¿Cuál es el peso aparente de una muestra de roca sumergida en el agua, si en el aire pesa 54 (N) y tiene un volumen de 2300 (cm3)? Resp: 31,5 (N)

Problema 4) Un cajón que mide 1(m) de largo por 80(cm) de ancho y 50 (cm) de alto se encuentra en el fondo de un lago a 30(m) de profundidad. Para levantarlo se ejerce una fuerza de 1.900(N). a)      ¿Cuánto es el volumen del cajón? b) Determine el peso real del cajón. Resp: a) 0,4 (m3) ; b) 594 (kp)

Problema 5) El radio de la aorta de un hombre es de 1 (cm) y la salida de sangre del corazón es de 5 (litros/ min). ¿Cuál es la velocidad media de flujo en la aorta?   Resp: 26,5 (cm /s)

Problema 6) Se bombea gasolina con un gasto de 0,5 (litros / seg.). ¿Cuánto tiempo se necesita para llenar un estanque de 60 litros? Resp: 2 minutos.

Problema 7) Un líquido de densidad 950 (kg/m3) fluye a 0,8 (m /s) por un tubo horizontal, en el cual la presión es 400 (Pa). En otra sección del tubo, la presión del líquido es 600 (Pa). ¿Cuánto es la velocidad del líquido en la segunda sección del tubo?   Resp: 0,47 (m/s)

Problema 8) En el sistema de calefacción central de una casa, el agua se bombea a una velocidad de 0,5 (m /s) a través de un tubo de 4 (cm) de diámetro en el sótano, a una presión de 3 (atm). El agua circula en el segundo piso a través de un tubo de 2,6 (cm) de diámetro, ubicado a una altura de 5 (m) con respecto al sótano.  a)      ¿Con qué velocidad circula el agua en el segundo piso? b)      ¿Cuánto es la presión del agua en el segundo piso? Resp: a) 1,2 (m /s) ; b) 254.000 (Pa)