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Subido porFco Javier Recio
Fuerzas en fluidos
Este documento describe conceptos fundamentales relacionados con las fuerzas en fluidos. Explica que un fluido es un sistema cuyas partículas se mueven fácilmente, y define la presión como la fuerza por unidad de área. Además, describe que la presión hidrostática depende de la densidad del fluido y la profundidad, y que la diferencia de presión entre dos puntos en un fluido depende de la diferencia de altura entre ellos. Finalmente, introduce los principios de Pascal y Arquímedes sobre la transmisión e igualdad de
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- 2. ¿QUÉ ES UNFLUIDO? Un fluido es un sistema material cuyas partículas cambian de posición con facilidad. Los líquidos y los gases son fluidos.
- 3. LA PRESIÓN La presión(p) es la magnitud que mide la fuerza por unidad de superficie. Es escalar y en el SI se mide en pascales (Pa). Como un pascal es una presión pequeña se suele utilizar hPa y kPa. 1 Pa = 1N/1 m2
- 4. LAS FUERZAS DEPRESIÓN EN EL INTERIOR DE LOS FLUIDOS Cuando se introduce un cuerpo en el interior de un líquido se ve sometido a unas fuerzas que son debidas a la presión que ejerce el fluido sobre el cuerpo. Estas fuerzas actúan perpendicularmente a las superficies de contacto.
- 5. LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA Sellama presión hidrostática a la presión que ejerce un fluido en su interior. Su valor depende de la densidad del fluido y de la profundidad. La fuerza que soporta la base del recipiente será el peso del líquido.
- 6. La presión hidrostáticaque ejerce un fluido sobre un cuerpo sumergido en su interior viene dada por la expresión: P=d·g·h La presión hidrostática depende de la naturaleza del líquido (densidad), de la gravedad (9,8 m/s2) y de la profundidad (h).
- 7. PRINCIPIO FUNDAMENTAL DELA HIDROSTÁTICA Supongamos dos puntos A y B, que están en el interior de un fluido y a diferente profundidad. Como la columna de líquido que tienen por encima es diferente, estarán sometidos a distinta presión. La diferencia de presión entre los puntos A y B )( BAfluidoBfluidoAfluidoBA hhgdghdghdpp Por tanto, si hA=hB, entonces pA=pB
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- 9. Medir la densidadde un líquido mediante vasos comunicantes Los puntos 1 y 2 están a la misma altura, por tanto p1=p2 B AA B BBAA BBAA h hd d hdhd ghdghd pp 21
- 10. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA Llamamospresión atmosférica a la presión que ejerce la atmósfera sobre un cuerpo inmerso en ella. Su valor depende de la altura del cuerpo sobre el nivel del mar y de la temperatura.
- 11. En el año1643, Evangelista Torricelli midió por primera vez la presión atmosférica al nivel del mar. La presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie de mercurio de la cubeta impide que salga más mercurio del tubo. Una atmósfera es la presión que ejerce la atmósfera a nivel del mar a 0ºC. Pa s m m m kg mmdeHgatm 1013008,976,0136007601 23
- 12. Los manómetros son aparatosque miden la presión de los gases. Los manómetros que se utilizan para medir la presión atmosférica se llaman barómetros.
- 13. Los altímetros sondispositivos que permiten conocer la altitud de un lugar. Lo hacen midiendo la presión en ese lugar y comparándola con su valor a nivel del mar. Suponemos que la densidad del aire no varía en toda su altura, algo que no se puede sostener si la diferencia de altura entre los puntos es muy grande.
- 14. PRINCIPIO DE PASCAL Lapresión ejercida en un punto de un fluido incompresible se transmite íntegramente y en todas las direcciones a todos los puntos del mismo.
- 15. La prensa hidráulicaes una aplicación del principio de Pascal. Permite obtener una fuerza mucho mayor que la que se aplica y en una dirección distinta a la ejercida. 121 1 2 2 2 2 1 1 12 FFF S S F S F S F P SS
- 16. FUERZA DE EMPUJEEN CUERPOS SUMERGIDOS: PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES El griego Arquímedes (287 a.C-212 a.C) realizó estudios sobre la flotabilidad de los cuerpos que le llevaron a enunciar el principio de Arquímedes. Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.
- 17. La fuerza deempuje que experimenta un cuerpo sumergido en un fluido se debe a la diferencia de presión hidrostática en su parte superior e inferior. desalojadofluidofluido desalojadofluidosumergidocuerpo cuerpofluidofluido fluidofluidofluido fluido VgdE VV VgdShgdE ShhgdShgdShgdFFE ShgdFSpF S F p _ __ 121212
- 18. Flotabilidad Un cuerpo queflota puede estar más o menos sumergido. La parte sumergida será tal que el empuje debido al fluido desalojado equilibre el peso del cuerpo.