propiedades de los fluidos

1. INSTITUCIÓN EDUCATIVA FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
Decreto de creación N° 059 de febrero 8 del 2005
Resolución de aprobación N°002192 del 6 de septiembre del 2016.
GUÍA DE APRENDIZAJE
Página 1 de 5
GRADO 808 Y 809 ÁREA FISICA
DOCENTE MANUEL JOSE SANJUAN PERIODO II semestre-2020
ESTUDIANTE GUÍA No. 3 LAPSO 7,8 Y 9
LOS FLUIDOS
Un fluido es un medio material continuo, deformable, desprovisto de rigidez, capaz de “fluir”, es decir de sufrir
grandes variaciones de fuerzas bajo la acción de fuerzas. Los fluidos pueden clasificarse en:  Líquidos  Gases
Las propiedades de los fluidos dependen de la presión y de la temperatura. En el caso de los líquidos, algunas
propiedades como la densidad, no varían apreciablemente con la presión. Es por eso que se llaman “fluidos
incompresibles”.
Un submarino es un tipo de buque capaz de navegar bajo el agua, además de la superficie. Para que un submarino se
sumerja debe pesar más que el agua desplazada, por lo que sus compartimientos se llenan con agua para que pese más.
Para que el submarino emerja se desocupan los compartimientos y la presión que ejerce el agua se transmite con la misma
intensidad y en todas las direcciones, lo que hace que este pueda ascender.
PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES
Arquímedes de Siracusa vivió entre los años 287 y 212 A.C. Entre sus descubrimientos más notables está el principio de
flotabilidad de los cuerpos, conocido hoy como principio de Arquímedes.
Arquímedes descubrió que un cuerpo, al ser sumergido parcial o totalmente en el interior de un fluido, experimenta una
fuerza hacia arriba, llamada fuerza de empuje o, simplemente, empuje, cuyo módulo es igual al peso del fluido que
desplaza.
El aumento del nivel de agua en el jarro es el mismo que se tendría si, en vez de poner la piedra en el jarro, se vertiera
en él un volumen de agua igual al volumen de la piedra.
En términos de módulos, el empuje se define, entonces, del siguiente modo:
Donde, E es la fuerza de empuje y Pfd corresponde al peso del fluido desplazado. Es importante no confundir el peso
del fluido desplazado con el peso del objeto sumergido. El primero depende de la masa del fluido desplazado (mfd);
Como sabemos, el peso del objeto, en cambio, es:
Por qué un objeto se hunde o flota?
La flotación de un objeto depende de la relación entre su densidad y la densidad del fluido en el que se encuentra.
Analizaremos los tres casos posibles.
El objeto es más denso que el fluido.
En este caso, el objeto se va hacia el fondo del líquido en el que es sumergido, debido a que el peso del objeto es mayor
que el peso del fluido desplazado y, por lo tanto, mayor que el empuje:
La piedra sumergida completamente en la Figura es un buen ejemplo de esta situación.
El objeto tiene la misma densidad que el fluido.
En este caso, no podemos decir que el objeto se hunda o flote, aunque se trata de un caso particular en el que el peso
del objeto es igual al peso del fluido desplazado y, por lo tanto, igual al empuje. Sin embargo, el objeto podría

2. INSTITUCIÓN EDUCATIVA FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
Decreto de creación N° 059 de febrero 8 del 2005
Resolución de aprobación N°002192 del 6 de septiembre del 2016.
GUÍA DE APRENDIZAJE
Página 2 de 5
encontrarse igualmente en el límite de la superficie del fluido o en el fondo. En muchos peces, la vejiga natatoria
permite controlar la flotabilidad mediante un complejo sistema de intercambio gaseoso con la sangre. El mecanismo
permite al pez ascender o descender en el agua, cambiando la densidad relativa del pez sin necesidad de utilizar la
musculatura.
Un ejemplo de esta condición sería la situación de un globo lleno de agua en el interior de otro recipiente con agua.
El objeto tiene menor densidad que el fluido.
En este caso el objeto permanece parcialmente sumergido, es decir, flota. Esto se debe a que si el cuerpo se sumerge
completamente, su peso es menor que el peso del fluido que desplaza, de manera que asciende hasta la superficie.
En estas condiciones, el objeto flotante desplaza un volumen de agua que es una fracción del volumen total del objeto,
lo que permite equilibrar su peso y el empuje. Por supuesto, los ejemplos de esta situación son numerosos.
Tal vez, el más espectacular sea el de un iceberg en el mar, cuya versión doméstica podemos observar con
cubos de hielo en un vaso de agua.
Un globo lleno de agua sumergido en una piscina se encuentra en una situación en la que su peso está
completamente equilibrado por el empuje, y por esta razón no flota, pero tampoco se hunde hasta el fondo.
¿Qué le ocurre a un fluido como el aceite si se introduce en agua? ¿Sube a la superficie del agua o baja a lo
más profundo? ¿Por qué? En suma, el principio de Arquímedes se puede expresar en función de la densidad
del fluido del siguiente modo:
Así, para un objeto flotante, la condición de equilibrio en función de su densidad (ρ0) y la densidad de fluido
(ρ) es:

3. INSTITUCIÓN EDUCATIVA FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
Decreto de creación N° 059 de febrero 8 del 2005
Resolución de aprobación N°002192 del 6 de septiembre del 2016.
GUÍA DE APRENDIZAJE
Página 3 de 5
En (a), el dinamómetro mide el peso del objeto. En (b), cuando se sumerge el objeto en un fluido, el
dinamómetro mide un peso menor, que se conoce como peso aparente. En este caso, el dinamómetro marca
menos debido a que al peso del objeto se le resta la fuerza de empuje ejercida por el agua. Este es un método
directo para medir el empuje.
Características de los fluidos
Los fluidos son substancias que tienen la capacidad de moverse, “fluir” y en estos se pueden establecer como fluidos a
los líquidos y a los gaseosos.
Las características de los fluidos son ampliamente cerradas, pues entre los líquidos y los gases su diferencia puede
cambiar por la presión y por la temperatura y en el caso de los fluidos no Newtonianos permiten la absorción de
impactos.
Los fluidos los podemos definir como substancias que se deforman constantemente por un esfuerzo constante y se
pueden dividir los fluidos en dos categorías:
 Newtonianos y
 No Newtoniano
Aspectos y características de los fluidos:
Estabilidad.- Esta se presenta cuando las partículas del fluido siguen una trayectoria uniforme y su velocidad es
constante sin importar el punto en el que se encuentre y el tiempo en el que transcurra.
Turbulencia.- Esta se presenta cuando por tener una aceleración muy elevada, en donde el fluido toma movimientos
irregulares como torbellinos y remolinos.
Viscosidad.- Esta cualidad se definiría como la resistencia o fricción interna y se puede presentar cuando dos capas
adyacentes se desplazan dentro del fluido convirtiéndose la energía cinética en energía interna.
Densidad.- La densidad establece que tan fuerte se unen los átomos del fluido o su grado de compactación. Los
diferentes materiales pueden tener diferente grado de densidad.
Volumen.- Es el espacio que ocupa el fluido tomando en cuenta la unidad de peso, y se encuentra influenciado
ampliamente por la temperatura y la presión que caen sobre el mismo.
Peso.- Este es el peso que se encuentra aunado o ligado a la densidad y por su uso unitario se aplica ampliamente en la
física.
Gravedad Específica.- Esta se presenta en los fluidos y es adimensional, debido a que es el resultado del cociente entre
dos unidades con magnitud idéntica.
Tensión superficial.- La tensión superficial se produce en los fluidos, sobre todo en los líquidos a causa de que las
moléculas ejercen una atracción entre sí mismas, limitando en los líquidos su paso por orificios reducidos.
Capilaridad.- Se denomina capilaridad en los fluidos, cuando éstos pueden desplazarse por delgados conductos (tubos),
en tanto y cuanto se relacione con su tensión superficial. Así, en el mercurio la tención superficial no le permitirá subir y
ejercerá una fuerza en oposición, en cambio con el agua, la reducida tención producirá una elevación proporcional al
introducir un tubo capilar sobre la misma.
Gas líquido.- Este se produce al licuar los gases a temperaturas muy bajas y con presiones elevadas. De esta forma se
vuelven líquidos gases como el hidrogeno, nitrógeno y gases como el LP (Licuado de petróleo o gas doméstico).
Fluidos Newtonianos.- En los fluidos newtonianos, la viscosidad es relativamente constante y por ende son los más
conocidos, pues su textura y definición en simple. Esta propiedad se encuentra visible en la mayoría de los fluidos
conocidos, desde el agua, hasta los aceites, (naturales o pétreos).
Fluidos no Newtonianos.- En éste la viscosidad varía, y no es constante su densidad, y se encuentra completamente
influenciado por la temperatura y su tensión, por lo que no tiene un valor definido en su densidad.
Este se caracteriza por endurecerse al recibir un impacto (fuerza cortante) y recupera su fluidez al perder la tensión o
fuerza aplicada. Este fenómeno se percibe fácilmente en la mezcla de almidón con agua.
Actividad 1. (21 de agosto)

4. INSTITUCIÓN EDUCATIVA FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
Decreto de creación N° 059 de febrero 8 del 2005
Resolución de aprobación N°002192 del 6 de septiembre del 2016.
GUÍA DE APRENDIZAJE
Página 4 de 5
Actividad 2. (4 de septiembre) LAPSO 8.
1. ¿Cuáles son las principales diferencias entre sustancias sólidas, líquidas y gaseosas?
2. Nombre algunas de las características de los fluidos (líquidos y gases).
3. Nombre y dibuje 4 ejemplos de sustancias que puedan ser consideradas fluidos.
4. ¿Cuáles son las características de los fluidos?
5. Responde verdadero (V) o falso (F).
a. El principio de Arquímedes se debe al peso del cuerpo sumergido en el fluido. ( ).
b. El volumen del fluido desplazado es mayor al sumergir un delfin que una tortuga en el mar. ( )
c. El empuje es una fuerza vertical hacia abajo que equivale al peso del cuerpo sumergido en un
fluido. ( ).
d. El aceite flota en el agua debido a que es menos denso. ( ).
El principio de Pascal o la ley de Pascal establece que: La presión ejercida en un fluido incompresible y contenido en un
recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad por todos los puntos del fluido.
La importancia de este principio radica en la relación que hay entre la presión y la profundidad de un fluido, o en la
altura de columna de fluido, a partir de un valor de referencia. El principio de Pascal permite también dar una
explicación al principio de Arquímedes.
El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un
émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por
todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.
Principio de Pascal y Arquímedes. PRINCIPIO DE PASCAL: Cuando se ejerce un incremento de presión en algún punto de
un líquido en equilibrio, es decir, una presión extra además de la que genera el propio fluido debido a su peso, esta
presión se transmite por todo el fluido simultáneamente en todas las direcciones.
según Pascal, la presión se transmite en todas las direcciones del fluido. Por lo tanto si aplicamos este concepto en
la prensa hidráulica la presión sobre el émbolo menor deberá ser igual a la presión que se recibe en el émbolo mayor.
Las superficies obviamente son diferentes entre ambos émbolos.
- Densidad La densidad de una sustancia es su masa por unidad de volumen, o dicho de otra forma, la cantidad de
masa contenida en un volumen. La unidad de densidad en el SI es el kilogramo por metro cúbico y se denota con la
letra griega Rho ( ). Las variaciones de la densidad y del volumen específico suelen aparecer en tablas1 en función de
la presión, sin embargo, a no ser que se consideren presiones muy altas, el efecto de la presión sobre la densidad
suele carecer de importancia. Sin embargo, la temperatura si tiene una gran influencia sobre la misma.
Presión La presión es una magnitud escalar (sólo hace falta un número para representarla) que se usa para medir la
fuerza que se ejerce sobre una superficie en dirección perpendicular.
La unidad que se utiliza para medir la presión es el Pascal (Pa). Esta es una magnitud derivada, es decir que un Pa
equivale a un Newton partido por metro cuadrado.
Actividad 3. Lapso 9 para entregar el 18 de septiembre.
1. sacar un glosario de palabras desconocidas en esta guía.
2. hacer un mapa conceptual sobre el principio de Arquímedes.
3. escribir las fórmulas para hallar presión. Fuerza, densidad.
4. que unidades se utilizan para medir la fuerza, la presión, la densidad y empuje.
5. realizar creativamente una sopa de letras con los temas de esta guía.

5. INSTITUCIÓN EDUCATIVA FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
Decreto de creación N° 059 de febrero 8 del 2005
Resolución de aprobación N°002192 del 6 de septiembre del 2016.
GUÍA DE APRENDIZAJE
Página 5 de 5