Nombre: Jorge Balmaseda EraGrado: Doctor en ciencias físico-matemáticasMateria: Física IIe-mail: jbalmaseda@itesm.mxMóvil:...
POLÍTICAS (Blackboard)   Course documents/syllabus   Reporte de asistencia SAPPA   Reglamentos    – http://www2.ccm.ite...
POLÍTICAS (Continuac.)    3 exámenes parciales y un examen final    Grupo   1er parcial    2do Parcial          3er parci...
SISTEMA DE EVALUACIÓN     DEL SEMESTRE                                  Tareas y                Ex. Parcial               ...
ASUETOS   Semana santa (02-06/04)   Martes 1ro de Mayo                 Cap1. Estática de Fluidos   5
Horario de asesorías•   Martes de 16:30 a 17:30                Cap1. Estática de Fluidos   6
Formación equipos detrabajo   Equipos de 4 integrantes   heterogéneos                  Cap1. Estática de Fluidos   7
Laguna salina, Parque Natural Río       Lagartos, Yucatán              Cap1. Estática de Fluidos   8
Cap.1: Estática de losFluidos   Estados de la materia   Variables intensivas y extensivas    – Densidad    – Densidad re...
Libros de Texto   Serway, R.A. and J.W. Jewett, Física para    ciencias e ingeniería. Séptima ed. Vol. I.    2008, México...
Libros de consulta   Sears and Zemansky`s University Physics,    Hugh D. Young and Roger A. Friedman, 12th    edition, 20...
Estado sólido   Los átomos y moléculas están en    posiciones fijas, aunque pueden vibrar    alrededor de su posición de ...
Estado líquido   Las moléculas de líquido forman    enlaces temporales de corto alcance    que están rompiéndose y volvié...
Geometría esférica del agua en ausencia de gravedadBurbuja flotante, transbordador espacial. El astronauta de la NASA Clay...
Estado gaseoso   La distancia promedio entre dos    moléculas es grande comparada con    las dimensiones de las moléculas...
Magnitudes   Intensivas                                ExtensivasNo dependen del                    Resulta de la suma    ...
Densidad       m dm             V dVDensidad relativa         obj                agua       Cap1. Estática de Fluid...
Valores de Densidad y       densidad relativa                             Densidad (kg/m 3) Densidad relativa             ...
Presión            F         P    P                        F   N  Pa            A          A m 2    Compresibil...
Variación de la presióncon la profundidad                 F  F0  W            PA  P0 A  mg          P A  P0 A   A ...
Fuerza sobre el muro decontención de una presa                          dF  PdA   ghLdh                                ...
Serway C14 p112) Una alberca tiene dimensiones de 30m  10m y se llena con aguahasta una profundidad de 2m. Calcular la fu...
Un tubo en U de área de sección transversal constante, abierto a la   atmósfera, se llena parcialmente con mercurio. Se vi...
TareaSerway, R.A. and J.W. Jewett, Física paraciencias e ingeniería. Séptima ed. Vol. I. 2008,México: CENGAGE Learning.Cap...
Formación equipos detrabajo   Blackboard/    Course Documents/Bitácora del curso                 Cap1. Estática de Fluido...
Formulario oficial   Blackboard / Course Documents                 Cap1. Estática de Fluidos   26
La superficie del agua en el tanque de depósito está 30 marriba de la salida de una llave en la cocina de la casa de lafig...
Solución Pllave  Patm   H 2O gh0Ptanque  Patm   H 2O gh1  P  Pllave  Ptanque  P  Patm   H2O gh0  Patm   H ...
Principio de Pascal   La presión in un fluido depende de la    profundidad y de la presión en la    superficie.   Un inc...
Gato hidráulico     Cap1. Estática de Fluidos   30
Paradoja hidrostáticaLa presión depende solo de la profundidad y no de la forma delrecipiente, por lo tanto, a la misma pr...
Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión manométrica        P       =         Pat                        +   ρgh  ...
Ejemplo de presión   manométrica      Cap1. Estática de Fluidos   33
Fuerza Boyante   La fuerza boyante es la    fuerza que ejerce el fluido    sobre cualquier objeto    inmerso.   La porci...
Arquímides   287 – 212 AC   Filósofo griego   Calculó la razón entre la    circunferencia y el diámetro    del círculo...
Principio de Arquímides           Cap1. Estática de Fluidos   36
Principio de Arquímides enobjetos totalmente sumergidos    La dirección del movimiento depende de las     densidades del ...
Principio de Arquímides,objetos flotantes           Cap1. Estática de Fluidos   38
Arquímides y la corona deoro          Cap1. Estática de Fluidos   39
Un tronco de madera de masa 1200 kg yvolumen 2.0 m3 está sumergido 1 m debajo dela superficie de un lago tranquilo. ¿Cuánt...
Si en el momento inicial la velocidad y el desplazamiento son ceroentonces de lo que se conoce de cinemática:             ...
Ejercicio de fuerza de flotación¿Qué volumen debe tener el globo de helio(ρHe=0.18 kg/m3, ρaire=1.29 kg/m3) para levantaru...
Ejercicio de fuerza de flotaciónUn globo esférico de radio R = 1.00 m y lleno de helio seencuentra sumergido en agua a la ...
Density Table          Cap1. Estática de Fluidos   44
Laguna salina, Parque Natural Río       Lagartos, Yucatán              Cap1. Estática de Fluidos   45
Flotando en río lagartosDensidad promedio del cuerpo humano: 1010 kg·m-3Salinidad, mg·L-1           Densidad, kg·m-31000  ...
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Cap1 estatica de los fluidos a

  1. 1. Nombre: Jorge Balmaseda EraGrado: Doctor en ciencias físico-matemáticasMateria: Física IIe-mail: jbalmaseda@itesm.mxMóvil: 55 2878 3645
  2. 2. POLÍTICAS (Blackboard) Course documents/syllabus Reporte de asistencia SAPPA Reglamentos – http://www2.ccm.itesm.mx/reglamentos/ Cap1. Estática de Fluidos 2
  3. 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. 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. 5. ASUETOS Semana santa (02-06/04) Martes 1ro de Mayo Cap1. Estática de Fluidos 5
  6. 6. Horario de asesorías• Martes de 16:30 a 17:30 Cap1. Estática de Fluidos 6
  7. 7. Formación equipos detrabajo Equipos de 4 integrantes heterogéneos Cap1. Estática de Fluidos 7
  8. 8. Laguna salina, Parque Natural Río Lagartos, Yucatán Cap1. Estática de Fluidos 8
  9. 9. Cap.1: Estática de losFluidos 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. 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. 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. 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. 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. 14. Geometría esférica del agua en ausencia de gravedadBurbuja flotante, transbordador espacial. El astronauta de la NASA ClaytonAnderson viendo una burbuja de agua que flotan en el compartimiento medio deltransbordador espacial Discovery durante la misión STS-131. Fotografiado el 12de abril de 2010. Cap1. Estática de Fluidos 14
  15. 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. 16. Magnitudes Intensivas ExtensivasNo dependen del Resulta de la suma tamaño: de sus subsistemas: ρ, T, P M, A, V y E Cap1. Estática de Fluidos 16
  17. 17. Densidad m dm   V dVDensidad relativa obj   agua Cap1. Estática de Fluidos 17
  18. 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 1.43x10-3Líquidos 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 13.6Sólidos 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. 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. 20. Variación de la presióncon 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. 21. Fuerza sobre el muro decontención 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. 22. Serway C14 p112) Una alberca tiene dimensiones de 30m  10m y se llena con aguahasta una profundidad de 2m. Calcular la fuerza total producida por elagua sobre: a) el fondo, b) cada pared de longitud de 30m , c) cadapared de 10m de largo.R: a) 5.87  106 N ; b) 588 kN ; c) 196 kN Cap1. Estática de Fluidos 22
  23. 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  PiPatm   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. 24. TareaSerway, R.A. and J.W. Jewett, Física paraciencias e ingeniería. Séptima ed. Vol. I. 2008,México: CENGAGE Learning.Cap. 14: 3, 12, 16, 21, 23, 51, 53, 55, 61, 64Blackboard/assignment Cap1. Estática de Fluidos 24
  25. 25. Formación equipos detrabajo Blackboard/ Course Documents/Bitácora del curso Cap1. Estática de Fluidos 25
  26. 26. Formulario oficial Blackboard / Course Documents Cap1. Estática de Fluidos 26
  27. 27. La superficie del agua en el tanque de depósito está 30 marriba de la salida de una llave en la cocina de la casa de lafigura. Calcular la diferencia en la presión del agua entrela superficie del agua en el tanque y la llave de agua (ΔP =2.9x105 Pa) Cap1. Estática de Fluidos 27
  28. 28. Solución Pllave  Patm   H 2O gh0Ptanque  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. 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. 30. Gato hidráulico Cap1. Estática de Fluidos 30
  31. 31. Paradoja hidrostáticaLa presión depende solo de la profundidad y no de la forma delrecipiente, por lo tanto, a la misma profundidad la presión es la mismaen todas las partes del recipiente. Cap1. Estática de Fluidos 31
  32. 32. Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión manométrica P = Pat + ρgh Cap1. Estática de Fluidos 32
  33. 33. Ejemplo de presión manométrica Cap1. Estática de Fluidos 33
  34. 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. 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. 36. Principio de Arquímides Cap1. Estática de Fluidos 36
  37. 37. Principio de Arquímides enobjetos totalmente sumergidos  La dirección del movimiento depende de las densidades del sólido y el líquido Cap1. Estática de Fluidos 37
  38. 38. Principio de Arquímides,objetos flotantes Cap1. Estática de Fluidos 38
  39. 39. Arquímides y la corona deoro Cap1. Estática de Fluidos 39
  40. 40. Un tronco de madera de masa 1200 kg yvolumen 2.0 m3 está sumergido 1 m debajo dela superficie de un lago tranquilo. ¿Cuántotiempo tarda en llegar a la superficie? Cap1. Estática de Fluidos 40
  41. 41. Si en el momento inicial la velocidad y el desplazamiento son ceroentonces de lo que se conoce de cinemática: s  s0  v0t  1 at 2 2 s  1 at 2 2 2sDespejando el tiempo: t aPara calcular el tiempo se requiere la aceleración la cual se puede calcular apartir 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. 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 levantaruna carga de 180 kg (incluyendo el peso delglobo vacío? (Respuesta: V = 160 m3) Cap1. Estática de Fluidos 42
  43. 43. Ejercicio de fuerza de flotaciónUn globo esférico de radio R = 1.00 m y lleno de helio seencuentra sumergido en agua a la mitad de su volumeny sosteniendo un bloque de peso W, el cual tiene lamitad del volumen del globo (figura anexa). El sistemase 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. 44. Density Table Cap1. Estática de Fluidos 44
  45. 45. Laguna salina, Parque Natural Río Lagartos, Yucatán Cap1. Estática de Fluidos 45
  46. 46. Flotando en río lagartosDensidad promedio del cuerpo humano: 1010 kg·m-3Salinidad, mg·L-1 Densidad, kg·m-31000 997.88000 1003.115000 1008.317250 1010.020000 1012.1 Cap1. Estática de Fluidos 46

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