FORMULA DE LA CONTINUIDAD

Tema 2.9 Fisica II

ESTADOS DE LA MATERIA

S

ólido: forma y tamaño fijos

L

íquido: adopta la forma de su envase.

G

as: no tiene forma ni volumen fijos.

F

luidos: líquidos y gases

DENSIDAD

P

ropiedad característica de la materia.

M

asa por unidad de volumen.

Vm

D

DENSIDAD

L

a unidad internacional de densidad es

(kg / m3)

Densidad del agua = 1000 (kg / m3)

= 1 (g/cm3)

PRESION

E

s la fuerza por unidad de área.

C

uociente entre la fuerza ejercida y el área perpendicular sobre la

cual se ejerce.

(

N / m2) = (Pa) : Pascal

AF

p

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

L

a 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

L

a 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

l

a 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

E

stablece 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

L

a 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

L

a 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

e

quivale al volumen de fluido que pasa por una

determinada sección en cada unidad de tiempo.

s

e define operacionalmente mediante el cuociente:

Q = V / t

PRINCIPIO DE BERNOULLI

E

s una consecuencia de la ley de conservación de la

energía.

L

a 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)?

R

esp: 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)?

R

esp: 31,5 (N)

PROBLEMA 4)

U

n 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)

E

l 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)

S

e 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)

U

n 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?  

R

esp: 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)