Este documento presenta la información de contacto del profesor Jorge Balmaseda Era para la materia de Física II. Describe las políticas de evaluación del curso, incluyendo tres exámenes parciales, un examen final y tareas. También presenta el calendario de exámenes, asuntos, horario de asesoría y formación de equipos de trabajo. Finalmente, proporciona una introducción al Capítulo 1 sobre la estática de fluidos.

1. Nombre: Jorge Balmaseda Era
Grado: Doctor en ciencias físico-matemáticas
Materia: Física II
e-mail: jbalmaseda@itesm.mx
Móvil: 55 2878 3645

2. POLÍTICAS (Blackboard)
 Course documents/syllabus
 Reporte de asistencia SAPPA
 Reglamentos
– http://www2.ccm.itesm.mx/reglamentos/
Cap1. Estática de Fluidos 2

3. POLÍTICAS (Continuac.)
 3 exámenes parciales y un examen final
Grupo 1er parcial 2do Parcial 3er parcial Examen final
08 Martes 31 de Martes 6 de Martes 17 Viernes 4 de
enero marzo de abril Mayo a las 8:30
 No podrán presentar examen estudiantes
suspendidos por tesorería o con SD.
 Más detalles sobre las políticas en Blackboard
Cap1. Estática de Fluidos 3

4. SISTEMA DE EVALUACIÓN
DEL SEMESTRE
Tareas y
Ex. Parcial PBL Laboratorio Total
Cuestionarios
1 parcial 8% 2% 10%
2 Parcial 12% 2% 5% 19%
3 parcial 15% 2% 5% 22%
4 parcial 30% 2% 17% 49%
Total 65% 8% 10% 17% 100%
NOTA: El curso se aprueba si la Calificación Final es al menos 70 (setenta).
Cap1. Estática de Fluidos 4

5. ASUETOS
 Semana santa (02-06/04)
 Martes 1ro de Mayo
Cap1. Estática de Fluidos 5

6. Horario de asesorías
• Martes de 16:30 a 17:30
Cap1. Estática de Fluidos 6

7. Formación equipos de
trabajo
 Equipos de 4 integrantes
 heterogéneos
Cap1. Estática de Fluidos 7

8. Laguna salina, Parque Natural Río
Lagartos, Yucatán
Cap1. Estática de Fluidos 8

9. Cap.1: Estática de los
Fluidos
 Estados de la materia
 Variables intensivas y extensivas
– Densidad
– Densidad relativa
– Presión
 Compresibilidad isotérmica
 Variación de la presión con la
profundidad
 Principio de Arquímides
Cap1. Estática de Fluidos 9

10. Libros de Texto
 Serway, R.A. and J.W. Jewett, Física para
ciencias e ingeniería. Séptima ed. Vol. I.
2008, México: CENGAGE Learning.
 Escamilla R., J.L., R.M.G. García Castelán,
and L. Neri, eBook de Física II: Editorial
Digital del Tecnológico de Monterrey.
Cap1. Estática de Fluidos 10

11. Libros de consulta
 Sears and Zemansky`s University Physics,
Hugh D. Young and Roger A. Friedman, 12th
edition, 2008
 Physics for Scientists and Engineers, vol. I,
Paul A. Tipler and Gene Mosca, fifth edition, 2004.
 Física Vol. I, D. Halliday, R. Resnick & K.S. Krane,
C.E.C.S.A, 5a. edición, 2002
 Física para Ingeniería y ciencias Vol. I, H. C.
Ohanian & J. T. Markert, Mc Graw Hill, 3a. edición,
2009
Cap1. Estática de Fluidos 11

12. Estado sólido
 Los átomos y moléculas están en
posiciones fijas, aunque pueden vibrar
alrededor de su posición de equilibrio.
Tanto la forma como el volumen del
sólido están perfectamente definidas.
Cap1. Estática de Fluidos 12

13. Estado líquido
 Las moléculas de líquido forman
enlaces temporales de corto alcance
que están rompiéndose y volviéndose
a formar continuamente. Ellas no
tienen posiciones fijas. Toman la
forma del recipiente que los contiene
aunque en ausencia de gravedad
adoptan una geometría esférica. El
volumen no depende del recipiente.
Cap1. Estática de Fluidos 13

14. Geometría esférica del agua
en ausencia de gravedad
Burbuja flotante, transbordador espacial. El astronauta de la NASA Clayton
Anderson viendo una burbuja de agua que flotan en el compartimiento medio del
transbordador espacial Discovery durante la misión STS-131. Fotografiado el 12
de abril de 2010. Cap1. Estática de Fluidos 14

15. Estado gaseoso
 La distancia promedio entre dos
moléculas es grande comparada con
las dimensiones de las moléculas. Las
moléculas tienen una débil influencia
entre ellas excepto durante sus breves
colisiones. Los gases adoptan la forma
del recipiente que los contiene.
Cap1. Estática de Fluidos 15

16. Magnitudes
Intensivas Extensivas
No dependen del Resulta de la suma
tamaño: de sus subsistemas:
ρ, T, P M, A, V y E
Cap1. Estática de Fluidos 16

17. Densidad
m dm
 
V dV
Densidad relativa
obj

 agua
Cap1. Estática de Fluidos 17

18. Valores de Densidad y
densidad relativa
Densidad (kg/m 3) Densidad relativa
Osmio, el más pesado:
Gases Aire 1.29 1.29x10-3 22610 kg/m3
Helio 1.80x10-1 1.80x10-4
Hidrógeno 8.99x10-2 8.99x10-5
Oxígeno 1.43 1.43x10-3
Líquidos Agua 1.00x103 1
3
Agua de mar 1.03x10 1.03
3
Alcohol etílico 0.806x10 0.806
Benceno 0.879x103 0.879
Glicerina 1.26x103 1.26
Mercurio 13.6x103 13.6
Sólidos Aluminio 2.70x103 2.7
Cobre 8.92x103 8.92
Hielo 0.917x103 0.917
Hierro 7.86x103 7.86
Oro 19.3x103 19.3
3
Plata 10.5x10 10.5
3
Plomo 11.3x10 11.3
Cap1. Estática de Fluidos 18

19. Presión
F
P    P 
 F   N  Pa
A  A m 2
Compresibilidad isotérmica y
módulo volumétrico
1  V  1 Sustancia , GN·m-2
T     
V  P  T  Agua 2
Hierro 100
Diamante 620
Cap1. Estática de Fluidos 19

20. Variación de la presión
con la profundidad
F  F0  W
PA  P0 A  mg
P A  P0 A   A hg
P  P0   g h
Cap1. Estática de Fluidos 20

21. Fuerza sobre el muro de
contención de una presa
dF  PdA   ghLdh
h H
F   dF
h 0
2 H
H h
F    ghLdh   gL
0 2 0
1
F   gLH 2
2
Cap1. Estática de Fluidos 21

22. Serway C14 p11
2) Una alberca tiene dimensiones de 30m  10m y se llena con agua
hasta una profundidad de 2m. Calcular la fuerza total producida por el
agua sobre: a) el fondo, b) cada pared de longitud de 30m , c) cada
pared de 10m de largo.
R: a) 5.87  106 N ; b) 588 kN ; c) 196 kN
Cap1. Estática de Fluidos 22

23. Un tubo en U de área de sección transversal constante, abierto a la
atmósfera, se llena parcialmente con mercurio. Se vierte después agua
en ambos brazos. Si la configuración de equilibrio del tubo es la mostrada
en la Fig. P1- 1, con h2 = 1.00 cm, determina el valor de h1.
R: h1 = 12.6 cm
Pd  Pi
Patm   Hg gh0   H2O g  h1  h2  h?   Patm   Hg g  h0  h2    H 2O gh?
 H O g  h1  h2    Hg gh2
2
h1   Hg 
agua h1  h2   1
 H O 
h2
 2 
h1  12.6cm
Fig. P1- 1
Cap1. Estática de Fluidos 23

24. Tarea
Serway, R.A. and J.W. Jewett, Física para
ciencias e ingeniería. Séptima ed. Vol. I. 2008,
México: CENGAGE Learning.
Cap. 14: 3, 12, 16, 21, 23, 51, 53, 55, 61, 64
Blackboard/assignment
Cap1. Estática de Fluidos 24

25. Formación equipos de
trabajo
 Blackboard/
Course Documents/Bitácora del curso
Cap1. Estática de Fluidos 25

26. Formulario oficial
 Blackboard / Course Documents
Cap1. Estática de Fluidos 26

27. La superficie del agua en el tanque de depósito está 30 m
arriba de la salida de una llave en la cocina de la casa de la
figura. Calcular la diferencia en la presión del agua entre
la superficie del agua en el tanque y la llave de agua (ΔP =
2.9x105 Pa)
Cap1. Estática de Fluidos 27

28. Solución
Pllave  Patm   H 2O gh0
Ptanque  Patm   H 2O gh1
P  Pllave  Ptanque
P  Patm   H2O gh0  Patm   H 2O gh1
P   H2O g  h0  h1 
P   H2O gh
 1000 kg ·m 3 ·9.8 m / s 2 ·30 m
 294000 Pa
Cap1. Estática de Fluidos 28

29. Principio de Pascal
 La presión in un fluido depende de la
profundidad y de la presión en la
superficie.
 Un incremento de presión en la superficie
se transmite a cada punto del fluido y a
las paredes del recipiente.
Cap1. Estática de Fluidos 29

30. Gato hidráulico
Cap1. Estática de Fluidos 30

31. Paradoja hidrostática
La presión depende solo de la profundidad y no de la forma del
recipiente, por lo tanto, a la misma profundidad la presión es la misma
en todas las partes del recipiente.
Cap1. Estática de Fluidos 31

32. Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión manométrica
P = Pat + ρgh
Cap1. Estática de Fluidos 32

33. Ejemplo de presión
manométrica
Cap1. Estática de Fluidos 33

34. Fuerza Boyante
 La fuerza boyante es la
fuerza que ejerce el fluido
sobre cualquier objeto
inmerso.
 La porción de fluido está
en equilibrio.
 Debe de haber una fuerza
igual al peso del fluido
que se oponga a este.
 La fuerza boyante es la
resultante de todas las
fuerzas que actúan sobre
la porción de fluido
Cap1. Estática de Fluidos 34

35. Arquímides
 287 – 212 AC
 Filósofo griego
 Calculó la razón entre la
circunferencia y el diámetro
del círculo
 Descubrió la naturaleza de
la fuerza boyante
 Inventor
– Catapultas, Palancas,
tornillos, etc.
Cap1. Estática de Fluidos 35

36. Principio de Arquímides

Cap1. Estática de Fluidos 36

37. Principio de Arquímides en
objetos totalmente sumergidos
 La dirección del movimiento depende de las
densidades del sólido y el líquido
Cap1. Estática de Fluidos 37

38. Principio de Arquímides,
objetos flotantes

Cap1. Estática de Fluidos 38

39. Arquímides y la corona de
oro
Cap1. Estática de Fluidos 39

40. Un tronco de madera de masa 1200 kg y
volumen 2.0 m3 está sumergido 1 m debajo de
la superficie de un lago tranquilo. ¿Cuánto
tiempo tarda en llegar a la superficie?
Cap1. Estática de Fluidos 40

41. Si en el momento inicial la velocidad y el desplazamiento son cero
entonces de lo que se conoce de cinemática:
s  s0  v0t  1 at 2
2
s  1 at 2
2
2s
Despejando el tiempo: t
a
Para calcular el tiempo se requiere la aceleración la cual se puede calcular a
partir de la segunda Ley de Newton:
 F  ma
2sm 2sm
B  w  ma t   0.55 s
Bw  lVdesp g  mg
Bw
a
m Cap1. Estática de Fluidos 41

42. Ejercicio de fuerza de flotación
¿Qué volumen debe tener el globo de helio
(ρHe=0.18 kg/m3, ρaire=1.29 kg/m3) para levantar
una carga de 180 kg (incluyendo el peso del
globo vacío? (Respuesta: V = 160 m3)
Cap1. Estática de Fluidos 42

43. Ejercicio de fuerza de flotación
Un globo esférico de radio R = 1.00 m y lleno de helio se
encuentra sumergido en agua a la mitad de su volumen
y sosteniendo un bloque de peso W, el cual tiene la
mitad del volumen del globo (figura anexa). El sistema
se encuentra en equilibrio. Encuentra el peso del bloque.
Observación: el helio es menos denso que el aire. (Resp.
41.1 kN)
helio
R
agua
W
Cap1. Estática de Fluidos 43

44. Density Table
Cap1. Estática de Fluidos 44

45. Laguna salina, Parque Natural Río
Lagartos, Yucatán
Cap1. Estática de Fluidos 45

46. Flotando en río lagartos
Densidad promedio del cuerpo humano: 1010 kg·m-3
Salinidad, mg·L-1 Densidad, kg·m-3
1000 997.8
8000 1003.1
15000 1008.3
17250 1010.0
20000 1012.1
Cap1. Estática de Fluidos 46