1. Módulo II
Clase introductoria

2. ESTADOS DE LA MATERIA
• SÓLIDOS
• LÍQUIDOS
FLUIDOS:
¿POR QUÉ?
• GASES

3. SÓLIDOS:
• forma y volumen propios
• ante la aplicación de una fuerza externa:
– se mueven
según cómo se aplica
– se deforman
FLUIDOS:
• forma del recipiente que los contiene
• ante la aplicación de una presión externa:
– se mueve ≅ FLUYE
según cómo se aplica
– su superficie puede deformarse

4. SUSTANCIA ESTADO δ(kg/m3) δ(moléc/m3)
Aire Gas 1.3 2.7 . 1025
Helio Gas 0.18 2.7 . 1025
Hidrógeno Gas 0.09 2.7 . 1025
Oxígeno Gas 1.43 2.7 . 1025
Mercurio Líquido 14000 4.2 . 1028
Agua Líquido 1000 3.3 . 1028
Hielo Sólido 920 3.1 . 1028
Aluminio Sólido 2700 6.0 . 1028

5. CONSTANTE FÍSICA
Propiedad física cuantificable en condiciones
experimentales bien definidas.
A su vez, puede densidad
seguir una función viscosidad
con respecto a tensión superficial
alguna variable índice de refracción
experimental punto de fusión, etc.
(P, T, etc)

6. PROPIEDADES ELÁSTICAS
MATERIAL FUERZA MATERIAL
ORIGINAL DEFORMADO
PROCESO REVERSIBLE
deformación
Ruptura
Región elástica ≅
Deformación
proporcional a la
“fuerza” Esfuerzo

7. Deformación = Esfuerzo / k
el esfuerzo y la deformación son directamente
proporcionales
FUERZA P
ESFUERZO A
ÁREA R
Á
∆ forma
DEFORMACIÓN M
forma inicial E
T
ESFUERZO
R
MÓDULO ELÁSTICO k =
DEFORMACIÓN O
S

8. ¿CÓMO SE PUEDE APLICAR LA FUERZA DEFORMANTE?
¿QUÉ ESFUERZO SE GENERARÁ?
ESFUERZO DE TRACCIÓN:
TENSIÓN TENSIL ⇒ ∆ Longitud
ESFUERZO DE COMPRESIÓN
PRESIÓN ⇒ ∆ Volumen
ESFUERZO DE TORSIÓN
MOMENTO TORSOR ⇒ ∆ torsión
ESFUERZO TANGENCIAL:
φ TENSIÓN DE CORTE
⇒ ∆ Forma

9. ESFUERZO
MÓDULO ELÁSTICO =
CLASIFICACIÓN DE LOS MÓDULOS ELÁSTICOS
F/A
MÓDULO DE YOUNG =
∆ L / LO ∆x F
A
F/A φ
F/A L
MÓDULO DE CORTE = =
∆x/L tg φ
F/A PRESIÓN PRESIÓN
MÓDULO DE VOLUMEN = = =
∆V / VO ∆V / VO ∆ δ / δO

10. MÓDULO DE YOUNG PARA UN
ESFUERZO DE TRACCIÓN ( N . m -2)
Acero 20 . 1010
Aluminio 7 . 1010
Caucho 1 . 106
Cobre 11 . 1010
Hierro 19 . 1010
Hueso 1.6 . 1010
Latón 9 . 1010
Plomo 1.6 . 1010
Tungsteno 36 . 1010
Vidrio 7 . 1010

11. TAREA PARA EL HOGAR
Lo : 0.72 mm
Lf : 1.39 mm Calcular: tensión,
∅ : 0.13 mm
esfuerzo y módulo
de Young.
Para un tendón
elástico de pata de
m = 2.4 g
saltamonte, que
posee una proteína
flexible llamada
RESILINA

12. MÓDULOS DE VOLUMEN
SUSTANCIA ESTADO MÓDULO DE
VOLUMEN (N/m2)
Aluminio Sólido 7.5 . 1010
Oro Sólido 16.5 . 1010
Cobre Sólido 14.0 . 1010
Acero Sólido 17.0 . 1010
Vidrio Sólido 5.0 . 1010
Agua Líquido 2.2 . 109
Etanol Líquido 9 . 108
Mercurio Líquido 2.5 . 1010

13. TAREA PARA EL HOGAR
Profundidad : 2 km
Presión : 200 Patm
Si el módulo de compresibilidad del agua es 0.22 . 1010 N / m2
¿cuál es el cambio de volumen de una masa de agua que ocupa
1 m3 en la superficie?

14. REPASO
MECÁNICA DE FLUIDOS

16. HIDROSTÁTICA

17. PRESIÓN
P = F cos α / A
F Unidades:
α A [P] = N / m2 (pascal)
F cos α
[P] = dyn / cm2 (baria)

18. F⊥
PRESIÓN =
A
¿CUÁNTO VALE EN CADA CASO?
F
45º
F
F

19. VARIACIÓN de la PRESIÓN con la PROFUNDIDAD
Presión a una profundidad h
P = P0 + ρh

21. PRESIÓN HIDROSTÁTICA P= h*ρ
¿CUÁNTO VALE LA PRESIÓN EN EL FONDO EN CADA CASO?
2m
1m 1m 1m
10 cm 1m 10 cm

22. PRINCIPIO de PASCAL

24. Presión atmosférica:
es la que ejerce la atmósfera o
aire sobre la Tierra

25. Experiencia de Torricelli
¿Por qué el mercurio no descendió más?

26. Presión atmosférica normal:
es equivalente a la ejercida por una columna de
mercurio de
• 76 cm de altura
• a 0ºC
• a nivel del mar, a 45 º de latitud ( g normal)
Patm= ρ Hg h Hg = 13,6 g/cm3 . 980 cm/s2 . 76cm =
= 1,01293 106 dina/cm2 = 1,01293 105 N/m2 = 101.293 Pa = 1 atm

27. MEDICIÓN DE PRESIÓN
Vacio Vacio
Patm
Escala
Presión
Presión
P ∆h
h
P ∆h
h
h
Referencia
Manómetro de
Manómetro de tubo cerrado Barómetro de Fortín
tubo abierto
Patm=ρ.h
P=Patm+ρ. ∆h P=ρ. ∆h

28. Barómetro de Fortín

29. • En los lugares más profundos de la
atmósfera, es decir a nivel del mar, el aire
es más denso, y a medida que subimos se
va enrareciendo (disminuye la presión),
hasta que se desvanece a unos 40 Km. de
altura. La capa baja, la troposfera,
presenta las condiciones necesarias para la
vida y es donde se producen los
fenómenos meteorológicos. Mide 11 Km. y
contiene el 80 % del aire total de la
atmósfera

30. • La presión atmosférica ha sido
determinada en alrededor de un kilo
por centímetro cuadrado de
superficie pero, sin embargo, no lo
notamos (motivo por el cual, por
miles de años, los hombres
consideraron al aire sin peso).
¿Cómo es que los animales y las
personas que están en la Tierra
pueden soportar tamaña presión?

31. • El aire ejerce su presión en todas
direcciones (como todos los fluidos y
los gases), pero los líquidos internos
de todos esos seres ejercen una
presión que equilibra la presión
exterior

32. Mecanismo de esterilización por vacío:
para eliminar los microorganismos de
una muestra se la coloca en un
recipiente del cual se extrae el aire.
La presión exterior se reduce y los
fluidos internos de las bacterias, que
estaban sometidos a la presión
atmosférica, se expanden, haciendo
que éstas “se rompan”.

33. El por qué del empuje y el
Principio de Arquímedes
Empuje = Fb - F = ∆P x A
cc
= ρ x ∆h xA
= ρ x (h2 –h1) x A
Empuje = ρ x V
Peso del volumen del fluido
desplazado por el cuerpo
∆P origina una fuerza hacia (Principio de Arquímedes)
arriba: Empuje

34. contrapeso
¿Qué sucederá si colocamos el cuerpo colgante en una probeta
llena de líquido?

35. ¿Cómo volver al equilibrio?

36. Se colocan pesas
para equilibrar los
momentos
Se pesa el volumen
de líquido desalojado
=
LOS PESOS SON IGUALES
ARQUÍMEDES

37. Trabajos prácticos de Módulo II
TENSIÓN
DENSIDAD SUPERFICIAL VISCOSIDAD
MÉTODOS PARA DETERMINARLAS

38. Métodos para medir DENSIDAD
LÍQUIDO SÓLIDO
BMW AREOMETRÍA PICNOMETRÍA
Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados

39. MÉTODOS PARA DETERMINAR el coeficiente de
TENSIÓN SUPERFICIAL
Tensiómetro de
Estalagmometría
Lecompte Du Nöuy
Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados

40. MÉTODOS PARA DETERMINAR el coeficiente de
VISCOSIDAD
VISCOSIMETRO METODO de
CAPILAR STOKES
Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados