FISICA

1. FLUIDOS
Los líquidos y los gases se conocen como fluidos porque fluyen libremente y tienden a
llenar los recipientes que los contienen.
Ejercen fuerzas sobre las paredes de los recipientes donde están contenidos.
A esas fuerzas actúan sobre áreas definidas se le conoce como presión.
La presión de un fluido se utiliza para diseñar depósitos de agua como presas o
grandes tanques.
En la prensa hidráulica se utiliza la presión del fluido para elevar cargas pesadas.

2. DENSIDAD
La densidad o masa específica p de un cuerpo se define como la relación de su masa
m con respecto a su volumen V.

3. peso específico (D)
El peso específico D de un cuerpo se define como la relación entre su peso W y su
volumen V. La unidad común es la libra por pie cúbico (lb /ft3).
W = mg

5. Ejercicio 1
Un tanque cilíndrico de gasolina tiene 3 m de altura y 1.2 m de diámetro. ¿Cuántos kilogramos de
gasolina es capaz de almacenar el tanque?
Datos:
h=3m
d=1.2 m; r=.6 m
volumen del cilindro circular 𝑉 = 𝜋𝑟2
h = 𝜋 ∗.6𝑚2
∗ 3𝑚
V = 3.39 𝑚3
m = pV = (680 kg/m3)(3.39 m3); m = 2305 kg

6. PRESION
A la fuerza normal por unidad de área se le llama presión.
La presion se mide en Pascales (Pa)

7. Ejercicio
Un zapato de golf tiene 10 tacos, cada uno con un área de 6.5 X 106
𝑚2
en contacto
con el piso. Suponga que, al caminar, hay un instante en que los 10 tacos soportan el
peso completo de una persona de 80 kg. ¿Cuál es la presión ejercida por los tacos
sobre el suelo?
área total es A= 10 (6.5 X 106
𝑚2
) =65 X 106
𝑚2
P=
(80𝑘𝑔)(9.8
𝑚
𝑠2)
65 X 10−6 𝑚2
; P=12.06 𝑥106 N 𝑚2; P= 12.06 𝑥106 Pa

8. PRESION DEL FLUIDO
La fuerza que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene siempre actúa en forma
perpendicular a esas paredes.
Los fluidos ejercen presión en todas direcciones
La presión de un fluido es independiente de la forma o el área del recipiente que lo contiene.

9. Ejercicio
La presión del agua en una casa es de 160
𝑙𝑏
𝑖𝑛2 ¿A qué altura debe estar el nivel del agua
del recipiente de almacenamiento por encima de la toma de agua de la casa?
Datos:
𝑃 = 160
𝑙𝑏
𝑖𝑛2
D del agua= 62.4
𝑙𝑏
𝑓𝑡3
𝑃 = 160
𝑙𝑏
𝑖𝑛2* (
𝑖𝑛2
0.0069𝑓𝑡2)=23188.4
𝑙𝑏
𝑓𝑡2
h=
𝑃
𝐷
=
23188.4 𝑙𝑏
𝑓𝑡2
62.4 𝑙𝑏
𝑓𝑡3
=371.6𝑓𝑡

10. PRENSA
HIDRÁULICA
La ventaja que presentan los líquidos es
que al transmitir presiones, pueden
multiplicar las fuerzas aumentando el
área sobre el cual se ejerce.

11. Ejercicio
Los émbolos de una prensa hidráulica tienen 25 cm2 y 150 cm2. Si se aplica una fuerza de 100 N en el
émbolo pequeño, ¿Cuál será la fuerza que se ejercerá sobre el mayor?
Pe=Ps
𝐴𝑒=25 cm2
𝐴𝑠=150 cm2
𝐹𝑒 = 100𝑁
𝐹𝑒
𝐴𝑒
=
𝐹𝑠
𝐴𝑠
100𝑁
25 cm2
=
𝐹𝑆
150 cm2
Fs=600N

12. PRINCIPIO DE
ARQUIMEDES
Se sabe que F=PA
La presión depende de la profundidad
P=pgh
Un objeto que se encuentra parcial o total ente
sumergido en un fluido experimenta una fuerza
ascendente (empuje) igual al peso del fluido
desalojado.
E=𝑝𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 ∗ 𝑔 ∗ 𝑉𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑠𝑢𝑚𝑒𝑟𝑔𝑖𝑑𝑜

13. EJERCICIO
Un objeto de 5kg se mete en el agua y se hunde siendo su peso aparente en ella de 30
N, calcula el empuje, su volumen y su densidad.
Paparente=30N
m=5kg
P aparente = P – E
30 N= 5kg*9.8 m/s2 – E
E=19
E= m·g
E=m*9.8 m/s2
m= 19/9,8 = 1,94 Kg de agua
d = m/V
dagua=1000Kg/m3
V = m/d = 1,94/1000 = 0,00194 m3
D = m/V = 5/0,00194 =
2577,3Kg/m3

14. Ley de Charles
A presión constante, el volumen de un
gas aumenta proporcionalmente, con el
aumento de temperatura.

15. Ley de Boyle
A temperatura constante si se aumenta la presión, disminuye el volumen.
PiVi = P2V2

16. CUESTIONARIO
¿Qué se considera como fluido?
¿Por qué se considera importante conocer la presión de un fluido?
¿Qué es numéricamente mayor: al peso específico de un objeto o su densidad?
¿Qué volumen ocupan 0.4 kg de alcohol? ¿Cuál es el peso de este volumen?
𝑝𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙 =
790𝑘𝑔
𝑚3
Halle la presión en kilopascales producida por una columna de mercurio de 60 cm de
alto. Dmercurio=850
𝑙𝑏
𝑓𝑡3
¿Qué características tiene la fuerza de empuje?

17. RESPUESTAS
¿Qué es numéricamente mayor: al peso específico de un objeto o su densidad?
peso especifico es MAYOR que la densidad
¿Qué volumen ocupan 0.4 kg de alcohol? ¿Cuál es el peso de este volumen?
p=
𝑚
𝑣
; v= v=
𝑚
𝑝
; v=
0.4 kg
790𝑘𝑔
𝑚3
; v=0.0005 𝒎𝟑
W=mg ; w=(0.4kg) (9.8
𝑚
𝑠2); W=3.92 N

18. Halle la presión en kilopascales producida por una columna de mercurio de 60 cm de
alto
P=pgh
𝑝mercurio=13600
𝑘𝑔
𝑚3
P= 13600
𝑘𝑔
𝑚3*9.81
𝑚
𝑠2*.6m
P=80049.6 Pa=80.04 kPa

19. CALOR
CALOR:No se trata de algo que el objeto posea, sino de algo que él mismo cede o
absorbe.
la unidad preferida para medir el calor en el SI es el Joule.
Una caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un
gramo de agua en un grado Celsius.

20. CALOR Y TRABAJO
El trabajo es una cantidad escalar
W=F*d
El calor, por otra parte, es energía que fluye de un cuerpo a otro a causa de la
diferencia de temperatura.
Una condición indispensable para que se transfiera calor es que exista una diferencia
de temperatura.
El desplazamiento es la condición necesaria para que se realice un trabajo.

21. FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
*CONDUCCIÓN: La conducción es el
proceso por el que se transfiere energía
térmica mediante colisiones de moléculas
adyacentes a lo largo de un medio material.
El medio en sí no se mueve.
H=
𝑄
𝑡
=kA
∆𝑡
𝐿
H representa la razón con la que se transfiere
el calor.
∆𝑡= ti— tf

22. Valores de la conductividad térmica (k)

23. ejercicio
La pared exterior de un horno de ladrillos tiene un espesor de 6 cm. La superficie interior se
encuentra a 150°K y la exterior a 30°K. ¿Cuánto calor se pierde a través de un área de 1
m2 durante 1 h?
H=
𝑄
𝑡
=kA
∆𝑡
𝐿
𝑄
𝑡
=kA
∆𝑡
𝐿
At = (150°K - 30°K) = 120°K
k= 0.7
𝑊
𝑚𝐾
Q=0.7
𝑗∗𝑠
𝑚𝐾
∗ 1𝑚2 120 K
.06𝑚
∗ 3600𝑠; Q=5.04x106
𝐽

24. *CONVECCIÓN: es el proceso por el que se transfiere calor por medio del movimiento
real de la masa de un fluido.

25. *RADIACIÓN: La radiación es el proceso por el que el calor se transfiere mediante
ondas electromagnéticas

26. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
También conocido como principio de conservación de la energia
La energía no puede crearse o destruirse, sólo transformarse de una forma a otra.
Si un sistema termodinámico recibe cierta cantidad de calor (Q), este se utiliza para
que el sistema efectue trabajo y cambie su energía interna (∆𝑈)

27. Ejercicio
Suponga que el gas dentro del cilindro se dilata a una presión constante de 200 kPa,
en tanto que su volumen aumenta de 2 X 10−3 𝑚3 a 5 X 10−3 𝑚3. ¿Qué trabajo realiza
el gas?
Trabajo (W)= P∆𝑉
Trabajo =(200 KPa)(5 X 10−3 𝑚3 - 2 X 10−3 𝑚3)
Trabajo = 600 J

28. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
es imposible convertir el 100 por ciento de la energía térmica en trabajo útil.

29. EJERCICIO
Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministrarán 8 000 calorías para obtener
25 200 Joules de calor de salida?
1 cal=4.2 J
8000=33600 J
e equivale a un 25% de eficiencia de anergia termica

30. cuestionario
¿Que es el calor?
¿Cómo se representa el trabajo realizado sobre un gas?
¿Cómo se le conoce a la primera ley de la termodinámica?
¿Cuántos tipos de transferencia de calor existen y cuales?
¿Cual es la diferencia entre el calor y temperatura?
¿En que unidades se mide el calor?